備戰(zhàn)高考物理備考之法拉第電磁感應定律壓軸突破訓練∶培優(yōu)-易錯-難題篇及詳細答案(編輯修改稿)
2025-04-03 00:39 本頁面
【文章內容簡介】 (1) 0~t0時間內圓形金屬線圈產(chǎn)生的感應電動勢的大小E；(2) 0~t1時間內通過電阻R1的電荷量q．【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）由法拉第電磁感應定律有 ①（2）由題意可知總電阻 R總=R+2R=3 R ② 由閉合電路的歐姆定律有電阻R1中的電流 ③0~t1時間內通過電阻R1的電荷量 ④ 由①②③④式得8．研究小組同學在學習了電磁感應知識后，進行了如下的實驗探究（如圖所示）：兩個足夠長的平行導軌（MNPQ與M1P1Q1）間距L=，光滑傾斜軌道和粗糙水平軌道圓滑連接，水平部分長短可調節(jié)，傾斜軌道與水平面的夾角θ=37176。．傾斜軌道內存在垂直斜面方向向上的勻強磁場，磁感應強度B=，NN1右側沒有磁場；豎直放置的光滑半圓軌道PQ、P1Q1分別與水平軌道相切于P、P1，圓軌道半徑r1=0．lm，且在最高點Q、Q1處安裝了壓力傳感器．金屬棒ab質量m=，電阻r=，運動中與導軌有良好接觸，并且垂直于導軌；定值電阻R=，連接在MM1間，其余電阻不計：金屬棒與水平軌道間動摩擦因數(shù)μ=．實驗中他們驚奇地發(fā)現(xiàn)：當把NP間的距離調至某一合適值d，則只要金屬棒從傾斜軌道上離地高h=，金屬棒ab總能到達1處，且壓力傳感器的讀數(shù)均為零．取g=l0m/s2，sin37176。=，cos37176。=．則：（1），試定性描述金屬棒在斜面上的運動情況，并求出它在斜面上運動的最大速度；（2）求從高度h=；（3）求合適值d．【答案】（1）3m/s；（2）；（3）．【解析】【詳解】（1）導體棒在斜面上由靜止滑下時，受重力、支持力、安培力，當安培力增加到等于重力的下滑分量時，加速度減小為零，速度達到最大值；根據(jù)牛頓第二定律，有： 安培力： 聯(lián)立解得： （2）根據(jù)能量守恒定律，從高度h=：故電阻R產(chǎn)生的熱量為： （3）對從斜面最低點到圓軌道最高點過程，根據(jù)動能定理，有：①在圓軌道的最高點，重力等于向心力，有：② 聯(lián)立①②解得：9．在如圖所示的電路中，螺線管上線圈的匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S==，定值電阻R1=、R2=，電容器的電容C=，螺線管中磁場的磁感應強度B按如圖所示的規(guī)律變化.（1）求螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢.（2）閉合開關S，電路中的電流穩(wěn)定后，求電阻R2的電功率.（3）開關S斷開后，求流經(jīng)電阻R2的電荷量.【答案】（1）（2）102W （3）105C 【解析】【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應定律得E=nΔ?Δt=nSΔBΔt=150020104=（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=ER1+R2+r=+4+5A=電阻R2的電功率P=I2R2=102W.（3）開關S斷開后，流經(jīng)電阻R2的電荷量即為S閉合時電容器所帶的電荷量.電容器兩端的電壓U=IR2=流經(jīng)電阻R2的電荷量Q=CU=105C.故本題答案是：（1）（2）102W （3）105C【點睛】根據(jù)法拉第電磁感應定律求出回路中的電動勢，在結合閉合電路歐姆定律求電流，即可求解別的物理量。10．如圖甲所示為發(fā)電機的簡化模型，固定于絕緣水平桌面上的金屬導軌，處在方向豎直向下的勻強磁場中，導體棒ab在水平向右的拉力F作用下，以水平速度v沿金屬導軌向右做勻速直線運動，導體棒ab始終與金屬導軌形成閉合回路．已知導體棒ab的長度恰好等于平行導軌間距l(xiāng)，磁場的磁感應強度大小為B，忽略摩擦阻力．(1)求導體棒ab運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢E和感應電流I；(2)從微觀角度看，導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢是由于導體內部的自由電荷受到沿棒方向的洛倫茲力做功而產(chǎn)生的．如圖乙(甲圖中導體棒ab)所示，為了方便，可認為導體棒ab中的自由電荷為正電荷，每個自由電荷的電荷量為q，設導體棒ab中總共有N個自由電荷．；，推導非靜電力做功的功率等于拉力做功的功率．【答案】(1) (2) 宏觀角度【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律，感應電動勢導體棒水平向右勻速運動，受力
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