培優(yōu)-易錯-難題電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況輔導(dǎo)專題訓(xùn)練-資料下載頁
2025-03-31 22:12本頁面
【正文】 Ｄ端流入，從Ｃ端流出（２）根據(jù)左手定則可知，若想使彈簧恢復(fù)形變，安培力必須向上，根據(jù)左手定則可知電流應(yīng)從D端流入，根據(jù)受力平衡①解得②（3）根據(jù)最大功率得③②③聯(lián)立解得：13．一種可測速的跑步機的測速原理如圖所示。該機底面固定有間距為L、寬度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場，左側(cè)與電壓表和電阻R相連接。絕緣橡膠帶上每隔距離d就嵌入一個電阻為r的平行細金屬條，跑步過程中，絕緣橡膠帶跟隨腳步一起運動，金屬條和電極之間接觸良好且任意時刻僅有一根金屬條處于磁場中?，F(xiàn)在測出t時間內(nèi)電壓表讀數(shù)為恒為U，設(shè)人與跑步機間無相對滑動，求：（1）判斷電阻R的電流方向；（2）該人跑步過程中，是否勻速？給出定性判斷理由；（3）求t時間內(nèi)的平均跑步速度；（4）若跑步過程中，人體消耗的能量有20%用于克服磁場力做功，求t時間內(nèi)人體消耗的能量?！敬鸢浮?1)電阻R的電流方向向下；(2)是勻速；(3)；(4)【解析】【分析】【詳解】(1)由題意且根據(jù)右手定則可知，流經(jīng)電阻R的電流方向向下；(2)(3)金屬條做切割磁感線運動產(chǎn)生的電動勢大小為，回路中的電流大小為，伏特表的示數(shù)為，解得由于伏特表示數(shù)恒定，所以速度也恒定，說明該人跑步過程中，是勻速；速度為(4)金屬條中的電流為金屬條受的安培力大小為時間t內(nèi)金屬條克服安培力做功為所以t時間內(nèi)人體消耗的能量14．如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L，左側(cè)接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌其余部分電阻不計。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，一質(zhì)量為m的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，連人電路部分的電阻為r，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個水平拉力作用，從磁場的左邊界由靜止開始作勻加速直線運動，加速度大小為a。棒運動到cd處撤去外力，棒繼續(xù)運動到磁場右邊界ef處恰好靜止。已知ac=bd=x1，求:(1)金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E隨位移x(相對b點)的表達式。(2)撤去外力后繼續(xù)運動到ef的位移x2。(3)?！敬鸢浮浚?） （2） （3）【解析】【詳解】(1)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢金屬棒由靜止開始作勻加速直線運動，則有聯(lián)立得(2)當位移為x1時，有回路總電阻根據(jù)動量定理得通過金屬棒的電荷量，又有解得(3)金屬棒運動到cd時電動勢最大熱功率回路電流電阻R的最大熱功率答案：（1） （2） （3）15．如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一特殊的電子元件，如果將其作用等效成一個電阻，則其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即等效電阻，式中k為恒量．框架上有一質(zhì)量為m的金屬棒水平放置，金屬棒與光滑框架接觸良好，離地高度為h，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與框架平面垂直．將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運動．其它電阻不計，問：（1）金屬棒運動過程中，流過棒的電流多大？方向如何？（2）金屬棒經(jīng)過多長時間落到地面？（3）金屬棒從釋放到落地過程中在電子元件上消耗的電能多大？【答案】（1）；方向由a流向b （2）；(3)【解析】【分析】【詳解】（1）金屬棒向下運動，利用右手定則可得，流過金屬棒的電流方法為：由a流向b．根據(jù)題意，流過金屬棒的電流：（2）金屬棒下落過程中金屬棒受到的安培力為：根據(jù)牛頓第二定律得故加速度恒定，金屬棒做勻加速直線運動．設(shè)金屬經(jīng)過時間t落地，則滿足：解得：(3)金屬棒落地時速度滿足：根據(jù)功能關(guān)系，消耗電能為E，有得金屬棒從釋放到落地過程中在電子元件上消耗的電能：【點睛】
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