高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的推斷題綜合題試題附詳細答案(編輯修改稿)
2025-04-02 21:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 若在棒未出磁場區(qū)域時撤出外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移變化所對應(yīng)的各種可能的圖線．【答案】(1)B＝ (2) t＝1s (3)可能的圖像如圖： 【解析】(1)R兩端電壓U∝I∝E∝v，U隨時間均勻增大，即v隨時間均勻增大．所以加速度為恒量． 將F＝＋： 因為加速度為恒量，與v無關(guān)，所以a＝ m/s2代入數(shù)據(jù)得：B＝ T.(2)設(shè)外力F作用時間為t. x1＋x2＝s，所以 ＋－1＝0，解方程得t＝1 s或t＝－5 s(舍去)．(3)可能圖線如下：【點睛】根據(jù)物理規(guī)律找出物理量的關(guān)系，通過已知量得出未知量．要善于對物體過程分析和進行受力分析，運用牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)公式解決問題．7．如圖所示，無限長金屬導(dǎo)軌EF、PQ固定在傾角為θ＝53176。的光滑絕緣斜面上，軌道間距L＝1 m，底部接入一阻值為R＝ Ω的定值電阻，上端開口．垂直斜面向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝2 T．一質(zhì)量為m＝ kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝，ab連入導(dǎo)軌間的電阻r＝ Ω，電路中其余電阻不計．現(xiàn)用一質(zhì)量為M＝ kg 的物體通過一不可伸長的輕質(zhì)細繩繞過光滑的定滑輪與ab相連．由靜止釋放M，當M下落高度h＝ m時，ab開始勻速運動(運動中ab始終垂直導(dǎo)軌，并接觸良好)．不計空氣阻力，sin 53176。＝，cos 53176。＝，取g＝10 m/s2．求：(1)ab棒沿斜面向上運動的最大速度vm；(2)ab棒從開始運動到勻速運動的這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR和流過電阻R的總電荷量q．【答案】（1）3m/s．（2），8C【解析】【分析】【詳解】（1）由題意知，由靜止釋放M后，ab棒在繩拉力T、重力mg、安培力F和軌道支持力N及摩擦力f共同作用下做沿軌道向上做加速度逐漸減小的加速運動直至勻速運動，當達到最大速度時，由平衡條件有：T﹣mgsinθ﹣F﹣f＝0…①N﹣mgcosθ＝0…②T＝Mg…③又由摩擦力公式得 f＝μN…④ab所受的安培力 F＝BIL…⑤回路中感應(yīng)電流 I⑥聯(lián)解①②③④⑤⑥并代入數(shù)據(jù)得：最大速度 vm＝3m/s…⑦（2）由能量守恒定律知，系統(tǒng)的總能量守恒，即系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能、焦耳熱及摩擦而轉(zhuǎn)化的內(nèi)能之和，有：Mgh﹣mghsinθQ+fh…⑧電阻R產(chǎn)生的焦耳熱 QRQ…⑨根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律有：流過電阻R的總電荷量 q△t…⑩電流的平均值 ?感應(yīng)電動勢的平均值 ?磁通量的變化量△Φ＝B?（Lh）…?聯(lián)解⑧⑨⑩???并代入數(shù)據(jù)得：QR＝，q＝8C8．如圖所示，在水平面上固定一光滑金屬導(dǎo)軌HGDEF，EF∥GH，DE=EF=DG=GH=EG=L．一質(zhì)量為m足夠長導(dǎo)體棒AC垂直EF方向放置于在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r．整個裝置處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．現(xiàn)對導(dǎo)體棒AC施加一水平向右的外力，使導(dǎo)體棒從D位置開始以速度v0沿EF方向做勻速直線運動，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸．(1)求導(dǎo)體棒運動到FH位置，即將離開導(dǎo)軌時，F(xiàn)H兩端的電勢差．(2)關(guān)于導(dǎo)體棒運動過程中回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，小明和小華兩位同學(xué)進行了討論．小明認 為導(dǎo)體棒在整個運動過程中是勻速的，所以回路中電流的值是恒定不變的；小華則認 為前一過程導(dǎo)體棒有效切割長度在增大，所以電流是增大的，后一過程導(dǎo)體棒有效切 割長度不變，電流才是恒定不變的．你認為這兩位同學(xué)的觀點正確嗎?請通過推算證 明你的觀點．(3)求導(dǎo)體棒從D位置運動到EG位置的過程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱．【答案】(1) (2)兩個同學(xué)的觀點都不正確 (3)【解析】【分析】【詳解】(1)導(dǎo)體棒運動到FH位置，即將離開導(dǎo)軌時，由于切割磁
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