20xx年高考物理一輪復(fù)習(xí)隨堂練習(xí)專(zhuān)題電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用新人教版-資料下載頁(yè)
2025-03-09 22:26本頁(yè)面
【正文】 ②(2)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，由電學(xué)及力學(xué)知識(shí)可得以下方程：E＝BLbcv0③I＝④FA＝BILbc⑤FA＝mg⑥由以上方程可解得：B＝1 T．⑦答案：(1)2 m/s (2)1 T圖9－3－2611．光滑的平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)L＝2 m，兩導(dǎo)軌間距d＝ m，軌道平面與水平面的夾角θ＝30176。，導(dǎo)軌上端接一阻值為R＝ Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，如圖9－3－26所示．有一質(zhì)量m＝ kg、電阻r＝ Ω的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端，其余部分電阻不計(jì)．已知棒ab從軌道最上端由靜止開(kāi)始下滑到最底端脫離軌道的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1＝ J，取g＝10 m/s2，試求：(1)當(dāng)棒的速度v＝2 m/s時(shí)，電阻R兩端的電壓；(2)棒下滑到軌道最底端時(shí)速度的大小；(3)棒下滑到軌道最底端時(shí)加速度a的大?。馕觯?1)當(dāng)棒的速度v＝2 m/s時(shí)，棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Bdv＝1 V此時(shí)電路中的電流I＝＝1 A，所以電阻R兩端的電壓U＝IR＝ V.(2)根據(jù)Q＝I2Rt得＝，可知在棒下滑的整個(gè)過(guò)程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量Q2＝Q1＝ J設(shè)棒到達(dá)最底端時(shí)的速度為v2，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，有：mgLsin θ＝mv＋Q1＋Q2解得：v2＝4 m/s.(3)棒到達(dá)最底端時(shí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2＝＝2 A根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin θ－BI2d＝ma，解得：a＝3 m/s2.答案：(1) V (2)4 m/s (3)3 m/s2圖9－3－2712．如圖9－3－27所示，兩足夠長(zhǎng)的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)＝1 m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α＝30176。，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1 m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m1＝2 kg、電阻為R1＝1 ，電路中通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間的距離和板長(zhǎng)均為d＝ m，定值電阻為R2＝3 Ω，現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放，重力加速度為g＝10 m/s2，試求：(1)金屬棒下滑的最大速度為多大？(2)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率P為多少？(3)當(dāng)金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí)，在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2＝3 T，在下板的右端且非?？拷掳宓奈恢糜幸毁|(zhì)量為m2＝310－4 kg、帶電量為q＝－110－4 C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)．要使帶電粒子能從金屬板間射出，初速度v應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？解析：(1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為vm，達(dá)到最大時(shí)則有m1gsin α＝F安F安＝ILB1，I＝，所以m1gsin α＝，解得最大速度vm＝10 m/s.(2)整個(gè)電路消耗的電功率P＝m1gsin αvm，所以P＝100 W.(3)金屬棒下滑穩(wěn)定時(shí)，兩板間電壓U＝IR2＝15 V，因?yàn)橐旱卧趦砂彘g有m2g＝q，所以該液滴在兩平行金屬板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴恰從上板左端邊緣射出時(shí)：r1＝d＝，所以v1＝ m/s；當(dāng)液滴恰從上板右側(cè)邊緣射出時(shí)：r2＝＝，所以v2＝ m/s初速度v應(yīng)滿(mǎn)足的條件是：v≤ m/s或v≥ m/s.答案：(1)10 m/s (2)100 W (3)v≤ m/s或v≥ m
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