高中物理微元法解決物理試題的基本方法技巧及練習題及練習題(編輯修改稿)
2025-04-03 00:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，感應電流最大．剛進入水平軌道時，金屬棒的速度為：v=所以，水平軌道上滑行過程中的最大電流為：I2==若金屬棒自由下落高度，經(jīng)歷時間t=，顯然t＞t所以，I1=＜==I2．綜上所述，金屬棒剛進入水平軌道時，即金屬棒在x=0處，感應電流最大．答：（1）金屬棒在圓弧軌道上滑動過程中，回路中產(chǎn)生的感應電動勢E是L2．（2）金屬棒從開始滑動到離開右段磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q為+mg﹣．（3）a．金屬棒在水平軌道上滑動過程中通過導體棒的電荷量q為．b．金屬棒在全部運動過程中金屬棒剛進入水平軌道時，即金屬棒在x=0處，感應電流最大．【點評】本題中（1）（2）問，磁通量均勻變化，回路中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流均恒定，由法拉第電磁感應定律研究感應電動勢是關鍵．對于感應電荷量，要能熟練地應用法拉第定律和歐姆定律進行推導．9．如圖所示，有兩根足夠長的平行光滑導軌水平放置，右側用一小段光滑圓弧和另一對豎直光滑導軌平滑連接，導軌間距L＝1m。細金屬棒ab和cd垂直于導軌靜止放置，它們的質(zhì)量m均為1kg。cd棒右側lm處有一垂直于導軌平面向下的矩形勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B＝1T，磁場區(qū)域長為s。以cd棒的初始位置為原點，向右為正方向建立坐標系?，F(xiàn)用向右的水平恒力F＝，作用4s后撤去F。撤去F之后ab棒與cd棒發(fā)生彈性碰撞，cd棒向右運動。金屬棒與導軌始終接觸良好，導軌電阻不計，空氣阻力不計。（g=10m/s2）求：(1) ab棒與cd棒碰撞后瞬間的速度分別為多少；(2)若s＝1m，求cd棒滑上右側豎直導軌，距離水平導軌的最大高度h；(3)若可以通過調(diào)節(jié)磁場右邊界的位置來改變s的大小，寫出cd棒最后靜止時與磁場左邊界的距離x的關系。（不用寫計算過程）【答案】（1）0，；（2） m；（3）見解析【解析】【詳解】(1)對ab棒，由動量定理得ab棒與cd棒碰撞過程，取向右方向為正，對系統(tǒng)由動量守恒定律得由系統(tǒng)機械能守恒定律得解得，(2)由安培力公式可得對cd棒進入磁場過程，由動量定理得設導體棒cd進出磁場時回路磁通量變化量為以上幾式聯(lián)立可得。對cd棒出磁場后由機械能守恒定律可得聯(lián)立以上各式得。(3)第一種情況如果磁場s足夠大，cd棒在磁場中運動距離時速度減為零，由動量定理可得設磁通量變化量為 流過回路的電量聯(lián)立可得即s≥6 m，x=6 m，停在磁場左邊界右側6m處。第二種情況cd棒回到磁場左邊界仍有速度，這時會與ab再次發(fā)生彈性碰撞，由前面計算可得二者速度交換，cd會停在距磁場左邊界左側1m處，設此種情況下磁場區(qū)域寬度，向右運動時有返回向左運動時通過回路的電量聯(lián)立可得即s＜3 m時，x=1 m，停在磁場左邊界左側1m處；第三種情況3 m≤s＜6 m，向右運動時有通過回路的電量返回向左運動時通過回路的電量聯(lián)立可得x=(2s－6）m，在磁場左邊界右側。10．根據(jù)量子理論，光子具有動量．光子的動量等于光子的能量除以光速，即P=E/c．光照射到物體表面并被反射時，會對物體產(chǎn)生壓強，這就是“光壓”．光壓是光的粒子性的典型表現(xiàn)．光壓的產(chǎn)生機理如同氣體壓強：由大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生了持續(xù)均勻的壓力，器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強．（1）激光器發(fā)出的一束激光的功率為P，光束的橫截面積為S．當該激光束垂直照射在物體表面時，試計算單位時間內(nèi)到達物體表面的光子的總動量．（2）若該激光束被物體表面完全反射，試求出其在物體表面引起的光壓表達式．（3）設想利用太陽的光壓將物體送到太陽系以外的空間去，當然這只須當太陽對物體的光壓超過了太陽對物體的引力才行．現(xiàn)如果用一種密度為1．0103kg/m3的物體做成的平板，它的剛性足夠大，則當這種平板厚度較小時，它將能被太陽的光壓送出太陽系．試估算這種平板的厚度應小于多少（計算結果保留二位有效數(shù)字）？設平板處于地球繞太陽運動的公轉軌道上，且平板表面所受的光壓處于最大值，不考慮太陽系內(nèi)各行星對平板的影響．已知地球公轉軌道上的太陽常量為1．410
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