備戰(zhàn)高考物理二輪-法拉第電磁感應(yīng)定律-專項(xiàng)培優(yōu)易錯(cuò)試卷含詳細(xì)答案-資料下載頁
2025-03-31 22:18本頁面
【正文】 路中電流大小應(yīng)與上面情況相同，即金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)， ，由得．(3)當(dāng)棒的速度為，所受的安培力大小為；根據(jù)牛頓第二定律得： 計(jì)算得出： ．【點(diǎn)睛】本題是金屬棒平衡問題和動(dòng)力學(xué)問題，關(guān)鍵分析受力情況，特別是分析和計(jì)算安培力的大小．12．如圖所示，在水平地面MN上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，上邊界EF距離地面的高度為H．正方形金屬線框abcd的質(zhì)量m=、邊長L= （LH），總電阻R = ，開始時(shí)線框在磁場上方，ab邊距離EF高度為h，然后由靜止開始自由下落，abcd始終在豎直平面內(nèi)且ab保持水平．求線框從開始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛要落地的過程中（g取10m/s2)(1)若線框從h=，求線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的加速度；(2)若要使線框勻速進(jìn)入磁場，求h的大?。?3)求在(2)的情況下，線框產(chǎn)生的焦耳熱Q和通過線框截面的電量q.【答案】(1) (2) (3) ,【解析】【分析】【詳解】(1)當(dāng)線圈ab邊進(jìn)入磁場時(shí)，由自由落體規(guī)律：棒切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：通電導(dǎo)體棒受安培力由牛頓第二定律：解得：(2)勻速進(jìn)磁場，由平衡知識(shí)：由和，代入可解得：(3)線圈cd邊進(jìn)入磁場前線圈做勻速運(yùn)動(dòng)，由能量守恒可知重力勢(shì)能變成焦耳熱通過線框的電量【點(diǎn)睛】當(dāng)線框能勻速進(jìn)入磁場，則安培力與重力相等；而當(dāng)線框加速進(jìn)入磁場時(shí)，速度在增加，安培力也在變大，導(dǎo)致加速度減小，可能進(jìn)入磁場時(shí)已勻速，也有可能仍在加速，這是由進(jìn)入磁場的距離決定的．13．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(shì)大小?！敬鸢浮浚?）（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(shì)為：14．如圖所示，兩光滑軌道相距L=，固定在傾角為的斜面上，軌道下端接入阻值為R=。整個(gè)軌道處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。一質(zhì)量m=，沿軌道下滑，金屬棒沿軌道下滑x=（軌道足夠長），在該過程中，金屬棒始終能保持與軌道良好接觸。（軌道及金屬棒的電阻不計(jì)，重力加速度g取10m/s2, sin37176。 = ，cos37176。= )求：（1）金屬棒下滑過程中，M、N哪端電勢(shì)高； （2）求金屬棒下滑過程中的最大速度v；（3）求該過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。【答案】（1）M端電勢(shì)較高 （2）6m/s （3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)右手定則，可判知M端電勢(shì)較高 （2）設(shè)金屬棒的最大速度為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLvcos根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中的電流強(qiáng)度I=E/R金屬棒所受安培力F為F=BIL對(duì)金屬棒，根據(jù)平衡條件列方程 mgsin=Fcos聯(lián)立以上方程解得：v=6m/s(3)根據(jù)能量守恒代入數(shù)據(jù)解得：【點(diǎn)睛】本題是力學(xué)和電磁學(xué)的綜合題，綜合運(yùn)用了電磁感應(yīng)定律、能量守恒定律以及共點(diǎn)力平衡問題，要注意此題中棒不是垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不是E＝BLv．應(yīng)根據(jù)有效切割速度求解。15．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌寬度為d＝1 m，導(dǎo)軌間接有一個(gè)阻值為R＝2 Ω的燈泡，一質(zhì)量為m＝1 kg的金屬棒跨接在導(dǎo)軌之上，其電阻為r＝1 Ω，且和導(dǎo)軌始終接觸良好．整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下．金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝，現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F＝10 N，使金屬棒從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)．求：則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v是多少？此時(shí)燈泡的實(shí)際功率P是多少？【答案】6 m/s 32W【解析】由和F安＝BId 可得 根據(jù)平衡條件可得F＝μmg＋F安解得v1＝6 m/s由P=I2R得P=32W
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