高三物理電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題(編輯修改稿)
2024-12-18 18:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 線的電阻忽略不計(jì) ． 若火車通過線圈時(shí) ， 控制中心接收到線圈兩端的電壓信號 u與時(shí)間 t的關(guān)系如圖乙所示（ ab、 cd均為直線 ） ， t t t t4是運(yùn)動過程的四個(gè)時(shí)刻 ， 則火車（ ） A．在 t1~t2時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動 B．在 t3~t4時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動 D．在 t3~ t4時(shí)間內(nèi)平均速度的大小為 C．在 t1~t2時(shí)間內(nèi)加速度大小為 甲 火車 B 鐵軌 線圈 接控制中心 l2 l1 0 u t u2 u1 t3 t2 乙 t1 t4 a b c d u3 u4 A C D 解見下頁 解： 從 t1時(shí)刻到 t2時(shí)刻過程中線圈兩端產(chǎn)生電壓隨時(shí)間做線性變化 ,所以在 t1~t2時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動 ,A對 . 同理，在 t3~t4時(shí)間內(nèi)也做勻加速直線運(yùn)動， B錯(cuò)。 在 t1~t2時(shí)間內(nèi)加速度大小為 : C對 在 t3~ t4時(shí)間內(nèi)平均速度的大小為 : D對 題目 19 19．如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距 l＝ ，電阻 R＝ ；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B＝ T的勻強(qiáng)磁場中 ,磁場方向垂直軌道面向下 ,現(xiàn)用一外力 F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力 F與時(shí)間 t 的關(guān)系如圖（乙）所示，求桿的質(zhì)量 m和加速度 a． l R F B 甲 0 4 8 1216 2024 28 1 2 3 4 5 6 F/N t/s 乙 解： 導(dǎo)體桿在軌道上做勻加速直線運(yùn)動，用 v表示其速度， t表示時(shí)間，則有 v＝ at ① 桿切割磁力線，將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢， ε＝ Blv ② 在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流 ③ 桿受到的安培力為 f＝ Ibl ④ 根據(jù)牛頓第二定律，有 Ff＝ ma ⑤ 聯(lián)立以上各式，得 ⑥ 由圖線上取兩點(diǎn)代入 ⑥ 式，可解得， m＝ kg 07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試 15 15．（ 10分）如圖甲所示，一正方形金屬線框位于有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)，線框的右邊緊貼著邊界。t=0時(shí)刻對線框施加一水平向右的外力 F，讓線框從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過時(shí)間 t0穿出磁場，圖乙為外力 F隨時(shí)間 t變化的圖象。若線框質(zhì)量 m，電阻 R及圖象中 F0、 t0均為已知量，則根據(jù)上述條件，請你推出： （ 1）磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的計(jì)算表達(dá)式。 （ 2）線框左邊剛離開磁場前瞬間的感應(yīng)電動勢E的計(jì)算表達(dá)式。 F 甲 t F 0 t0 3F0 F0 乙 線框運(yùn)動的加速度： ① 解⑤⑥式得： 線框離開磁場前瞬間感應(yīng)電動勢： E=Blv ⑥ 解①②③④式得， 由牛頓第二定律知： 線框離開磁場前瞬間： v＝ at0 ③ ② 線框邊長： ⑤ ④ 解： 2020學(xué)年上學(xué)期調(diào)研 21 2（ 12分）如圖所示，在與水平面成 θ=300角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計(jì)?？臻g存在著勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T，方向垂直軌道平面向上。導(dǎo)體棒 ab、 cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量 m= 102kg，回路中每根導(dǎo)體棒電阻 r= 102Ω，金屬軌道寬度 l= m?，F(xiàn)對導(dǎo)體棒 ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運(yùn)動。在導(dǎo)體棒 ab勻速向上運(yùn)動的過程中，導(dǎo)體棒 cd始終能靜止在軌道上。 g取 10 m/s2，求： (1)導(dǎo)體棒 cd受到的安培力大??； (2)導(dǎo)體棒 ab運(yùn)動的速度大小； (3)拉力對導(dǎo)體棒 ab做功的功率。 θ θ B F d c b a (1)導(dǎo)體棒 cd 靜止時(shí)受力平衡 , 設(shè)所受安培力為 F安 則 F安 +mgsinθ= (2)設(shè)導(dǎo)體棒 ab的速度為 v時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,通過導(dǎo)體棒 cd的感應(yīng)電流為 I，則 (3)設(shè)對導(dǎo)體棒 ab的拉力為 F，導(dǎo)體棒 ab受力平衡，則 F=F安 =mgsinθ= 拉力的功率 P=Fv= W。 解得 解： 07— 08學(xué)年度第一次質(zhì)量檢測 16 16． (
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