第3講電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-11-16 03:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2) 當(dāng) ab 桿速度為 v 時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E ＝ BL v ， 此時(shí)電路電流 I ＝ER＝BL vR ab 桿受到安培力 F ＝ BI L ＝B2L2vR 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有 ma ＝ mg sin θ － F ＝ mg sin θ －B2L2vR 得 ab 桿的加速度 a ＝ g sin θ －B2L2vmR. (3) 當(dāng)B2L2vR＝ mg si n θ 時(shí)， ab 桿達(dá)到最大速度 vm，所以 vm＝mgR sin θB2L2 . 圖 71 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 題組 4 對(duì)應(yīng)考點(diǎn) 4 4． (雙選， 2020 年廣州一模 )如圖 10－ 3－ 4， 金屬棒 ab、 cd 與足夠長(zhǎng)的水平光滑金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng) 垂 直導(dǎo)軌所在的平面． ab 棒在恒力 F 作用下向右運(yùn)動(dòng)，則 ( ) ab 棒做正功 圖 10－ 3－ 4 cd 棒做正功 回路的磁通量先增加后減少 做的功等于回路產(chǎn)生的總熱量 和系統(tǒng)動(dòng)能增量之和 答案： BD 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 熱點(diǎn) 電磁感應(yīng)中的綜合問(wèn)題 【 例題 】 如圖 10－ 3－ 5 甲所示，一個(gè)電阻值為 R、匝數(shù)為 n 的圓形金屬線圈與阻值為 2R 的電阻 R1 連接成閉合回路，線圈的 半徑為 r1，在線圈中半徑為 r2 的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面 向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系圖線如圖乙 所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為 t0 和 ，求 0 至 t1 時(shí)間內(nèi)： 圖 10－ 3－ 5 智浪教育 普惠英才文庫(kù) (1)通過(guò)電阻 R1 上的電流大小和方向 ； (2)通過(guò)電阻 R1 上的電量 q 及電阻 R1 上產(chǎn)生的熱量 Q. 解： (1) 由圖象分析可知， 0 至 t1時(shí)間內(nèi)Δ BΔ t＝B0t0 由法拉第電磁感應(yīng)定律有 E ＝ nΔ ΦΔ t＝ nΔ BΔ tS 而 S ＝ π r22 由閉合電路歐姆定律有 I1＝ER ＋ R1 聯(lián)立以上各式解得，通過(guò)電阻 R1上的電流大小為 I1＝nB0π r223 Rt0 由楞次定律可判斷通過(guò)電阻 R1上的電流方向?yàn)閺?b 到 a . 智浪教育 普惠英才文庫(kù) (2) 通過(guò)電阻 R 1 上的電量 q ＝ I 1 t 1 ＝nB 0 π r22 t 13 Rt 0 通過(guò)電阻 R 1 上的熱量 Q ＝ I21 R 1 t 1 ＝2 n2B20 π2r42 t 19 Rt20. 規(guī)律總結(jié)： 在給定有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程的題目中， 首先要了解磁場(chǎng)的變化過(guò)程，再利用楞次定律判斷電流的方向， 然后根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析解決問(wèn)題 . 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 1． (2020 年天津卷 )如圖 10－ 3－ 6 所示，兩根足夠長(zhǎng)的光 滑平行金屬導(dǎo)軌 MN、 PQ 間距為 l＝ m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo) 軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成 30176。 角．完全相同的兩金屬棒 ab、 cd 分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸， 已知兩棒質(zhì)量均為 m＝ kg，電阻均為 R＝ Ω，整個(gè)裝置 處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T， 棒 ab 在平行于導(dǎo)軌向上的力 F 作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)， 而棒 cd 恰好能夠保持靜止．取 g＝ 10 m/s2，問(wèn)： 智浪教育 普惠英才文庫(kù) (1)通過(guò)棒 cd 的電流 I 是多少，方向如何？ (2)棒 ab 受到的力 F 多大？ (3)棒 cd 每產(chǎn)生 Q＝ J 的熱量，力 F 做的功 W 是多少？ 圖 10－ 3－ 6 智浪教育 普惠英才文庫(kù) 解： (1)棒 cd 受到的安培力 Fcd＝ BIl 棒 cd 在共點(diǎn)力作用下平衡，則 Fcd＝ mgsin30176。 ① ② 由 ①② 式代入數(shù)據(jù)解得 I＝ 1 A，方向由右手定則可知由 d 到 c. (2)棒 ab 與棒 cd 受到的安培力大小相等， Fab＝ Fcd 對(duì)棒 ab 由共點(diǎn)力平衡有 F＝ mgsin30176。 ＋ BIl 代入數(shù)據(jù)解得 F＝ N． ③ ④
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