高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的推斷題綜合復(fù)習(xí)附詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-04-02 22:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3s內(nèi)棒所受的摩擦力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；從時(shí)刻開(kāi)始，當(dāng)通過(guò)電阻R的電量時(shí)，ab棒正在向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)撤去外力F，此后ab棒又運(yùn)動(dòng)了后靜止求撤去外力F后電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．【答案】(1)，方向水平向右(2) (3)【解析】【詳解】解：由圖b知： 時(shí)棒的速度為零，故回路中只有感生感應(yīng)勢(shì)為： 感應(yīng)電流為： 可得時(shí)棒所受到的安培力：，方向水平向右； 棒與軌道間的最大摩擦力為：故前3s內(nèi)導(dǎo)體棒靜止不動(dòng)，由平衡條件得： 由圖知在內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為： 聯(lián)立解得：； 前3s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量為： 設(shè)3s后到撤去外力F時(shí)又運(yùn)動(dòng)了，則有： 解得： 此時(shí)ab棒的速度設(shè)為，則有： 解得： 此后到停止，由能量守恒定律得：可得：8．如圖甲所示,兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30176。角，上端連接阻值R=，質(zhì)量為m=、阻值r=,距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)2=4m,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示．為保持ab棒靜止,在棒上施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F，g=10m/s2求：（1）當(dāng)t=1s時(shí),棒受到安培力F安的大小和方向。（2）當(dāng)t=1s時(shí),棒受到外力F的大小和方向。（3）4s后,撤去外力F，金屬棒將由靜止開(kāi)始下滑,這時(shí)用電壓傳感器將R兩端的電壓即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī),在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后,記下該時(shí)刻棒的位置，測(cè)出該位置與棒初始位置相距2m,求棒下滑該距離過(guò)程中通過(guò)金屬棒橫截面的電荷量q.【答案】（1） ；方向沿斜面向上（2），方向沿斜面向上（3）【解析】【分析】【詳解】（1）03s內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：T=1s時(shí)，F(xiàn)安=BIL1=（2）對(duì)ab棒受力分析，設(shè)F沿斜面向下，由平衡條件：F+mgsin30176。 F安=0F=．方向沿斜面向上（3）q=It ,；； 聯(lián)立解得9．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，與水平面間的夾角θ＝30176。，間距L＝ m，上端接有阻值R＝ Ω的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝ T，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．一質(zhì)量m＝ kg，電阻r＝ Ω的導(dǎo)體棒MN，在平行于導(dǎo)軌的外力F作用下，由靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好．當(dāng)棒的位移d＝9 m時(shí)，電阻R上消耗的功率為P＝ W．其它電阻不計(jì)，g取10 m/：(1)此時(shí)通過(guò)電阻R上的電流；(2)這一過(guò)程通過(guò)電阻R上的電荷量q；(3)此時(shí)作用于導(dǎo)體棒上的外力F的大?。敬鸢浮浚?）3A（2）（3）2N【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)熱功率：P＝I2R，解得：(2)回路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：由歐姆定律得：得電流和電量之間關(guān)系式：代入數(shù)據(jù)得：(3)此時(shí)感應(yīng)電流I＝3A，由解得此時(shí)速度：由勻變速運(yùn)動(dòng)公式：v2＝2ax，解得：對(duì)導(dǎo)體棒由牛頓第二定律得：F－F安－mgsin30176。＝ma，即：F－BIL－mgsin30176。＝ma，解得：F＝ma＋BIL＋mgsin30176。＝2 N【點(diǎn)睛】本題考查電功率，電量表達(dá)式及電磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式結(jié)合牛頓第二定律求解即可，難度不大，本題中加速度的求解是重點(diǎn)．【考點(diǎn)】動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、全電路的歐姆定律、牛頓第二定律.10．如圖(a)所示，間距為l、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上．在區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖(b)所示．t＝0時(shí)刻在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，同時(shí)下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域I內(nèi)的導(dǎo)軌上由靜止釋放．在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF處之前，cd棒始終靜止不動(dòng)，兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好．已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R，ab棒的質(zhì)量、阻值均未
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