全國(guó)高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的推斷題綜合高考模擬和真題分類匯總附詳細(xì)答案-資料下載頁(yè)
2025-03-31 22:05本頁(yè)面
【正文】 具有的彈性勢(shì)能E=9J?，F(xiàn)解除鎖定，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，a、b棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，且b棒向右運(yùn)動(dòng)x=，g取10m/s2，求：(1)a、b棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大?。?2)金屬棒b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）3m/s（2）8m/s2（3）【解析】【分析】對(duì)ab系統(tǒng)，所受的合外力為零，則動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系列式求解速度；（2）當(dāng)ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，求解感應(yīng)電流，根據(jù)牛頓第二定律求解b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度；（3）由能量守恒求解產(chǎn)生的熱量.【詳解】（1）對(duì)ab系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒：0=mvamvb由能量關(guān)系： 解得va=vb=3m/s（2）當(dāng)ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，則有：Ea=Eb=Bdva=6V又： 對(duì)b，由牛頓第二定律：BId+μmg=mab解得ab=8m/s2（3）由動(dòng)量守恒可知，ab棒速率時(shí)刻相同，即兩者移動(dòng)相同距離后停止，則對(duì)系統(tǒng)，由能量守恒：EP=2μmgx+Q解得Q=【點(diǎn)睛】此題是力、電磁綜合題目，關(guān)鍵是分析兩棒的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒關(guān)系列式求解.14．如圖(a)所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌JK、PQ傾斜放置，兩導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)= m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ=30176。，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌的J、P兩端連接阻值為R=，金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置并用細(xì)線通過光滑定滑輪與重物相連，金屬棒ab的質(zhì)量m= kg，電阻r= Ω，重物的質(zhì)量M= kg，如果將金屬棒和重物由靜止釋放，金屬棒沿斜面上滑距離與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖(b)所示，不計(jì)導(dǎo)軌電阻， g=10 m/s 2 。求： (1)t=0時(shí)刻金屬棒的加速度(2) s內(nèi)通過電阻R的電荷量； (3) s內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1)a=(2) (3)QR=【解析】【分析】根據(jù)電量公式q=I?△t，閉合電路歐姆定律，法拉第電磁感應(yīng)定律：，聯(lián)立可得通過電阻R的電量；由能量守恒定律求電阻R中產(chǎn)生的熱量?！驹斀狻?1) 對(duì)金屬棒和重物整體Mgmgsinθ=(M+m)a 解得：a=；(2) 由題圖(b)可以看出最終金屬棒ab將勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)的速度 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv 感應(yīng)電流金屬棒所受安培力 速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒受力平衡，則可得 聯(lián)立解得： s內(nèi)金屬棒ab上滑的距離s= 通過電阻R的電荷量；(3) 由能量守恒定律得 解得Q= J 又因?yàn)?聯(lián)立解得：QR=。【點(diǎn)睛】本題主要考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路知識(shí)的綜合，抓住位移圖象的意義：斜率等于速度，根據(jù)平衡條件和法拉第定律、歐姆定律等等規(guī)律結(jié)合進(jìn)行求解。15．如圖1所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為l，左端接一電動(dòng)勢(shì)為E0、內(nèi)阻不計(jì)的電源．一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)線框放置并接觸良好．閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)．忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻，平行軌道足夠長(zhǎng)．請(qǐng)分析說明導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)情況，在圖2中畫出速度v隨時(shí)間t變化的示意圖；并推導(dǎo)證明導(dǎo)體棒達(dá)到的最大速度為 【答案】導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度時(shí)，加速度a=0；【解析】【分析】導(dǎo)體棒在向右運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與回路中的電源形成閉合回路，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求得電流，結(jié)合牛頓第二定律判斷出速度的變化；【詳解】解：閉合開關(guān)s后，線框與導(dǎo)體棒組成的回路中產(chǎn)生電流，導(dǎo)體棒受到安培力開始加速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)某一時(shí)刻的速度為v，此時(shí)導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為初始階段回路中的電流為：導(dǎo)體棒受到的安培力為，方向水平向右因此,導(dǎo)體棒的加速度為，方向水平向右，即與v方向相同，隨速度的增加，加速度減小，但仍與v同方向，因此，導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度時(shí)，加速度a=0，即有：，解得圖象為
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