20xx年高考物理12章綜合檢測-資料下載頁
2025-03-15 04:02本頁面
【正文】 R電容器所帶電荷量q＝CU解得q＝【答案】 (1) (2)17．日本專家研究調查得出了一個驚人的結論，東京高速道路所形成的振動可產(chǎn)生4GW以上的電力，這一數(shù)值相當于供給東京23個區(qū)的家庭用電的4成．如圖甲所示是某人設計的一種振動發(fā)電裝置，它的結構是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝、匝數(shù)為n＝20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)．，它的引出線接有質量為MN，MN置于傾角為30176。的光滑導軌上，使線圈沿軸線做往復運動，(x取向右為正)，g＝10m/：(1)若MN固定不動，流過它的電流大小和方向？(2)若MN可自由滑動，至少要加多大的勻強磁場B′才能使MN保持靜止，請在圖丁中畫出磁感應強度B′隨時間變化的圖象．【解析】 (1)由圖丙知線圈運動速度：v＝＝/s線圈向右運動時切割磁感線，且各處磁場方向與組成線圈的導線垂直，線圈產(chǎn)生電動勢：E＝nBLv＝2πrnBv流過MN電流：I＝聯(lián)立以上三式并代入數(shù)據(jù)得：I＝＝1A，電流大小不變，流過MN的電流方向從N到M.(2)如圖所示MN受重力、斜面支持力和安培力作用處于靜止狀態(tài)，要使外加磁場B′最小，即安培力最小，當流過MN的電流從M到N時，由左手定則知磁場方向垂直軌道平面向下．mgsin30176。＝B′ILB′＝當流過MN的電流從N到M時，要使MN靜止，B′的方向相反，即垂直軌道平面向上，以此方向為正方向，則磁感應強度B′隨時間變化圖象如圖所示．【規(guī)律總結】 本題涵蓋力學中的位移圖象、三力平衡，電磁學中的安培力、感應電動勢、閉合電路歐姆定律、左手定則等問題．解本類綜合題的關鍵是按照物理現(xiàn)象的因果關系及本質特征將其分解為若干個簡單問題，再逐個解決．18．(2009河南省示范性高中聯(lián)考)如圖所示，光滑斜面的傾角α＝30176。，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l1＝1m，bc邊的邊長l2＝，線框的質量m＝1kg，電阻R＝，線框與絕緣細線相連，現(xiàn)用F＝20N的恒力通過定滑輪向下拉細線并帶動線框移動(如圖所示)，斜面上ef線(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度B＝，如果線框從靜止開始運動，進入磁場最初一段時間做勻速運動，ef和gh的距離s＝，取g＝10m/s2，求：(1)線框進入磁場前的加速度和線框進入磁場時做勻速運動的速度v；(2)簡要分析線框在整個過程中的運動情況并求出ab邊由靜止開始到運動到gh線處所用的時間t；(3)ab邊運動到gh線處的速度大小和在線框由靜止開始到運動到gh線的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱．【解析】 (1)線框進入磁場前，線框僅受到細線的拉力F，斜面的支持力和線框重力，設線框進入磁場前的加速度為a，對線框由牛頓第二定律得F－mgsinα＝ma解得a＝＝15m/s2因為線框進入磁場的最初一段時間做勻速運動所以線框abcd受力平衡F＝mgsinα＋FAab邊進入磁場切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢E＝Bl1v形成的感應電流I＝＝，受到的安培力FA＝BIl1聯(lián)立上述各式得F＝mgsinα＋，代入數(shù)據(jù)解得v＝6m/s(2)線框abcd進入磁場前，做勻加速直線運動；進磁場的過程中，做勻速直線運動；進入磁場后到運動到gh線處，也做勻加速直線運動．進磁場前線框的加速度大小為a＝15m/s2該階段運動的時間為t1＝＝進磁場的過程中勻速運動的時間為t2＝＝線框完全進入磁場后其受力情況同進入磁場前，所以該階段的加速度大小仍為a＝15m/s2s－l2＝vt3＋at解得：t3因此ab邊由靜止開始運動到gh線處所用的時間為t＝t1＋t2＋t3(3)線框的ab邊運動到gh線處的速度v′＝v＋at3＝6m/s＋15/s＝24m/s整個運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝FAl2＝(F－mgsinα)l2＝9J
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