高二物理電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-12-18 19:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 t/102s 5 0 B/T t/102s 2 3 5 8 1 4 7 9 6 解：（ 1） 環(huán)形金屬工件電阻為 R=2?rR0+9?2?rR0=20?rR0=?103Ω 在 02T/3時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 V2862 .rtBE ????? ?電流為 A1001 3??? .REI由楞次定律得到電流方向逆時(shí)針， It關(guān)系圖象如圖 4所示 . 1 3 5 7 圖 4 i/A 0 t/102s 2 4 6 8 9 1000 題目 （ 2）設(shè)環(huán)形金屬工件中電流的有效值為 I效 ，在一個(gè)周期內(nèi) 3222效TRIRTI ?解得： 816 AA3 6100 0效 ??I（ 3）在 t= 而 R39。=9?2?rR0=?103Ω 解得： Q=I2R39。t＝ ?103J 題目 第 2頁(yè) 15 15．（ 15分）如圖所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、 PQ相距 L，在 M點(diǎn)和 P點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為 R的電阻，在兩導(dǎo)軌間 cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為 d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。一質(zhì)量為 m、電阻為 r、長(zhǎng)度也剛好為 L的導(dǎo)體棒 ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距 d0?，F(xiàn)用一個(gè)水平向右的力 F拉棒 ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab離開磁場(chǎng)前已做勻速 直線運(yùn)動(dòng)，棒 ab與導(dǎo)軌 始終保持良好接觸，導(dǎo) 軌電阻不計(jì)， R M N P Q a b c d e f d0 d B F O x F 隨 ab 與初始位置的距離 x 變化的情況如圖， F0已知。求： （ 1）棒 ab離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度。 （ 2）棒 ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱。 （ 3）試證明：棒 ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，通過(guò)電阻 R的電量與拉力 F的大小無(wú)關(guān)。 F 0 x F0 2F0 d0 d0+d 解 :（ 1） 設(shè)離開右邊界時(shí)棒 ab速度為 v，則有 B L v??rRI ???02 0 ?? BI LF解得： 2202LB)rR(Fv ??（ 2）在 ab棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理： 0001 22 dFFW ???0212 201 ???? mvWdFW 安由功能關(guān)系： 安電 WE ??解得： 4422000電2223LB)rR(mF)dd(FE ????題目 （ 3） tBLdtE ??????rREI??rRBLdtIq????所以，通過(guò)電阻 R的電量與拉力 F的大小無(wú)關(guān)。 題目 第 2頁(yè) 064. 08年福建省十大名校高考模擬試題 16 16．（ 15分）如圖所示，在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩條相互平行且相距 L的光滑金屬導(dǎo)軌 P1P2P3 — Q1Q2Q3，兩導(dǎo)軌間用阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌 P2P Q2Q3在同一水平面上，P2Q2⊥ P2P3，傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌均用相切的一小段光滑圓弧連接，其長(zhǎng)度可以略去不計(jì)。在傾角為 θ的斜導(dǎo)軌 P1P2 Q1Q2上 放置一根質(zhì)量為 m的細(xì)金 屬桿 AB，桿 AB始終垂直 于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持良好 接觸。 h B θ A P2 P1 P3 θ Q2 Q1 Q3 B R F D C 現(xiàn)用沿 P1P2方向的拉力 F施加于桿 AB，使桿 AB在高 h處由靜止開始向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿 AB運(yùn)動(dòng)到 P2Q2處時(shí)撤去拉力，最終在 CD處停下，測(cè)得 CD與P2Q2之間的距離為 s．不計(jì)導(dǎo)軌和桿 AB的電阻，不計(jì)空氣阻力。求： ? 桿 AB下滑的過(guò)程中通過(guò)電阻 R的電荷量 q； ?桿 AB運(yùn)動(dòng)到 P2Q2處時(shí)的速度大小 v ? 回路中的最大感應(yīng) 電流 Im和桿 AB在斜導(dǎo)軌 上的加速度大小 a． h B θ A P2 P1 P3 θ Q2 Q1 Q3 B R F D C 解：? 設(shè)桿 AB下滑過(guò)程中所用的時(shí)間為△ t．則下滑過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) tE ???? ① 平均電流 REI ?② 又 tIq ??? ③ 由①②③解得 Rq???④ 而 ?c o tLhB ???? ⑤ 由④⑤可得 Rc o tBLhq ?? ⑥ 題目 ? 設(shè)桿 AB在 P2Q2處的速度大小為 v。在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由動(dòng)量定理得 mvtLIB ??????? ⑦ 又 tIq ?????? ⑧ 與④式同理可得 RBLsRq ?? ???? ⑨ 由⑦⑧⑨解得 mRsLBv 22?題目 第 2頁(yè) ? 桿 AB運(yùn)動(dòng)到水平軌道的 P2Q2處時(shí)，回路中的感應(yīng)電流最大。 BLvE m ?233mRsLBREI mm ??下滑過(guò)程有 ?s i nhav ?? 22hRms i nsLBhs i nva22244222?? ???h B θ A P2 P1 P3 θ Q2 Q1 Q3 B R F D C 題目 第 2頁(yè) 第 3頁(yè) 24 24．（ 20分）如圖所示，兩根完全相同的光滑金屬導(dǎo)軌 OP、 OQ固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為 θ＝74176。 ，導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為 r0＝ 。導(dǎo)軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 Ｂ 與時(shí)間 t的關(guān)系為 B=k/t ，其中比例系數(shù) k＝ 2Ts。將電阻不計(jì)的金屬桿 MN放置在水平桌面上，在外力作用下， t＝ 0時(shí)刻金屬桿以恒定速度 v＝ 2m/s從 O點(diǎn)開始向右滑動(dòng)。在滑動(dòng)過(guò)程中保持MN垂直于兩導(dǎo)軌間夾角的平分線，且與導(dǎo)軌接觸良好。（已知導(dǎo)軌和金屬桿均足夠長(zhǎng)， sin37176。 ＝ ，cos37176。 ＝ ）求 : （ 1）在 t= ,回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 。 （ 2）在 t= ,金屬桿 MN所受安培力的大小 。 （ 3）在 t＝ ,外力對(duì)金屬桿 MN所做功的功率。 解： M θ B O N P Q v （ 1）經(jīng)時(shí)間 t 時(shí)，金屬桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度為 tt a nvtL 322 ?? ? ① 回路所圍的面積為 232 tv t LS ?? ② 回路的總電阻為 os v t rR 5022 0 ?? ? ③ 解法一：
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