全國高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的推斷題綜合高考真題匯總附詳細(xì)答案-資料下載頁
2025-03-31 22:05本頁面
【正文】 ．區(qū)域存在一豎直向下的磁場，其大小隨時(shí)間的變化規(guī)律為（為大于零的常數(shù)）；區(qū)域存在一垂直于斜面向上的大小恒為的磁場．一阻值為、質(zhì)量為的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌從處由靜止釋放．不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為．求：(1)導(dǎo)體棒到達(dá)前瞬間，電阻上消耗的電功率；(2)導(dǎo)體棒從到達(dá)的過程中，通過電阻的電荷量；(3)若導(dǎo)體棒到達(dá)立即減速，到達(dá)時(shí)合力恰好為零，求導(dǎo)體棒從到運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．【答案】（1） （2） （3）（式中【解析】【分析】【詳解】（1）因磁場隨時(shí)間的變化規(guī)律為，所以，所組成回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 流過電阻的電流: 電阻消耗的功率： 聯(lián)立以上各式求得： （2）電阻的電荷量： ， 根據(jù)牛頓第二定律： 導(dǎo)體棒從從到達(dá)中，通過的位移：聯(lián)立解得： （3）根據(jù)（2）問，求得導(dǎo)體棒到達(dá)時(shí)的速度：到達(dá)時(shí)合力為0，則： 解得：導(dǎo)體棒從到達(dá)過程中，運(yùn)用動(dòng)量定理 ：從到達(dá)過程中，流過導(dǎo)體棒的電荷量： 且 聯(lián)立以上式子，求得（式中，）13．如圖甲所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距L=1 m，左側(cè)接一阻值為R= Ω的電阻．在MN與PQ之間存在垂直軌道平面的有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度d=1 m．一質(zhì)量m=1 kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻．金屬棒ab受水平力F的作用從磁場的左邊界MN由靜止開始運(yùn)動(dòng)，其中，F(xiàn)與x（x為金屬棒距MN的距離）的關(guān)系如圖乙所示．通過電壓傳感器測得電阻R兩端電壓隨時(shí)間均勻增大．則：（1）金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多少？（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為多少？（3）若某時(shí)刻撤去外力F后金屬棒的速度v隨位移s的變化規(guī)律滿足v=v0﹣s（v0為撤去外力時(shí)的速度，s為撤去外力F后的位移），且棒運(yùn)動(dòng)到PQ處時(shí)恰好靜止，則金屬棒從MN運(yùn)動(dòng)到PQ的整個(gè)過程中通過左側(cè)電阻R的電荷量為多少？外力F作用的時(shí)間為多少？【答案】（1）a=；（2）B=；（3）t=1s【解析】【詳解】解：(1)金屬棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，，金屬棒不受安培力作用金屬棒所受合力為： 由牛頓第二定律得：(2)由題意可知，電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大，即金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間均勻增大，由可知，金屬棒的速度隨時(shí)間均勻增大，則金屬棒做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)．加速度： 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式可得： 由圖乙所示圖象可知，時(shí)， 由牛頓第二定律得： 解得： (3)金屬棒經(jīng)過磁場的過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值： 感應(yīng)電流的平均值：通過電阻R的電荷量： 解得： 設(shè)外力的作用時(shí)間為，力作用時(shí)金屬棒的位移為：撤去外力后，金屬棒的速度為：到恰好靜止，則撤去外力后金屬棒運(yùn)動(dòng)的距離為：則 解得：14．如圖所示，一個(gè)單匝矩形線圈水平放在桌面上，在線圈中心上方有一豎直的條形磁體，將該條形磁體從圖示位置豎放到線圈內(nèi)的桌面上，試求此過程：（1）線圈內(nèi)磁通量的變化量；（2）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小。【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）磁通量的變化為：△Φ=Φ′Φ==；（2）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢為：15．兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為d，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角θ=30176。，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，長為d的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置于導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R．兩金屬導(dǎo)軌的上端連接一個(gè)阻值也為R的定值電阻，重力加速度為g．現(xiàn)閉合開關(guān)S，給金屬棒施加一個(gè)方向垂直于棒且平行于導(dǎo)軌平面向上、大小為mg的恒力F，使金屬棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)．求：（1）金屬棒能達(dá)到的最大速度vm；（2）金屬棒達(dá)到最大速度一半時(shí)的加速度；（3）若金屬棒上滑距離為L時(shí)速度恰達(dá)到最大，則金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的電熱Q0．【答案】(1) ；(2)；(3) 【解析】【詳解】(1)設(shè)最大速度為，此時(shí)加速度為0，平行斜面方向有： 據(jù)題知： 已知，聯(lián)解得： (2)當(dāng)金屬棒的速度時(shí)，則： 由牛頓第二定律有： 解得： (3)設(shè)整個(gè)電路放出的熱量為Q，由能量守恒定律有： 又：， 所以金屬棒上產(chǎn)生的電熱：
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