高考物理微元法解決物理試題試題經(jīng)典(編輯修改稿)
2025-04-05 05:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ）?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）ab棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為根據(jù)右手定則知，電流從b流向a，ab棒為等效電源，可知a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)；（2）電路中的總電阻則電路中的總電流所以ab兩端的電勢(shì)差為（3）通過(guò)R1的電流為（4）由題意知，流過(guò)電阻和的電量之比等于電流之比，則有流過(guò)ab棒的電荷量ab棒應(yīng)用動(dòng)量定理有：或兩邊求和得：或以上兩式整理得：代入數(shù)據(jù)解得：9．某中學(xué)科技小組的學(xué)生在進(jìn)行電磁發(fā)射裝置的課題研究，模型簡(jiǎn)化如下。在水平地面上固定著相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)粗糙導(dǎo)軌PQ及MN，PQNM范圍內(nèi)存在可以調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向豎直向上，如圖所示，導(dǎo)軌左側(cè)末端接有電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源，開(kāi)關(guān)K控制電路通斷。質(zhì)量為m、電阻同為r的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌方向靜止置于上面，與導(dǎo)軌接觸良好。電路中其余位置電阻均忽略不計(jì)。導(dǎo)軌右側(cè)末端有一線度非常小的速度轉(zhuǎn)向裝置，能將導(dǎo)體棒水平向速度轉(zhuǎn)為與地面成θ角且不改變速度大小。導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)將受到恒定的阻力f，導(dǎo)軌棒發(fā)射后，在空中會(huì)受到與速度方向相反、大小與速度大小成正比的阻力，f0=kv，k為比例常數(shù)。導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只平動(dòng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)。重力加速度為g。調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，閉合開(kāi)關(guān)K，使導(dǎo)體棒獲得最大的速度。（需考慮導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)）(1)求導(dǎo)體棒獲得最大的速度vm；(2)導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始達(dá)到某一速度v1，滑過(guò)的距離為x0，導(dǎo)體棒ab發(fā)熱量Q，求電源提供的電能及通過(guò)電源的電量q；(3)調(diào)節(jié)導(dǎo)體棒初始放置的位置，使其在到達(dá)NQ時(shí)恰好達(dá)到最大的速度，最后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒以v的速度豎直向下落到地面上。求導(dǎo)體棒自NQ運(yùn)動(dòng)到剛落地時(shí)這段過(guò)程的平均速度大小?！敬鸢浮?1) ；(2)電源提供的電能，通過(guò)電源的電量；(3) 【解析】【分析】【詳解】(1)當(dāng)棒達(dá)到最大速度時(shí)，棒受力平衡，則聯(lián)立解得據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得(2)導(dǎo)體棒電阻為r，電源內(nèi)阻為r，通過(guò)兩者的電流始終相等，導(dǎo)體棒ab發(fā)熱量Q，則回路總電熱為2Q；據(jù)能量守恒定律知，電源提供的電能據(jù)電源提供電能與通過(guò)電源的電量的關(guān)系可得，通過(guò)電源的電量(3)導(dǎo)體棒自NQ運(yùn)動(dòng)到剛落地過(guò)程中，對(duì)水平方向應(yīng)用動(dòng)量定理可得解得：水平方向位移對(duì)豎直方向應(yīng)用動(dòng)量定理可得解得：運(yùn)動(dòng)的時(shí)間據(jù)平均速度公式可得，導(dǎo)體棒自NQ運(yùn)動(dòng)到剛落地時(shí)這段過(guò)程的平均速度大小10．兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上垂直放置兩根導(dǎo)體棒a和b，俯視圖如圖甲所示。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m，電阻均為R，回路中其余部分的電阻不計(jì)，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行，開(kāi)始時(shí)，兩棒均靜止，間距為x0，現(xiàn)給導(dǎo)體棒a一向右的初速度v0，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，可得到如圖乙所示的圖像（表示兩棒的相對(duì)速度，即）。求：（1）0～t2時(shí)間內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱
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