備戰(zhàn)高考物理復(fù)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律專項(xiàng)推斷題綜合練含詳細(xì)答案-資料下載頁
2025-03-31 22:18本頁面
【正文】 【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：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．12．如圖所示，導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線，半徑為r的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一根長度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上自左向右勻速滑動(dòng)，電路的固定電阻為R，其余電阻忽略不計(jì)．試求MN從圓環(huán)的左端到右端的過程中電阻R上的電流強(qiáng)度的平均值及通過的電荷量．【答案】【解析】試題分析：由于ΔΦ＝BΔS＝Bπr2，完成這一變化所用的時(shí)間故所以電阻R上的電流強(qiáng)度平均值為通過R的電荷量為考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；電量13．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)磁場中，導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為l，左端接一電動(dòng)勢為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．請分析說明導(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，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14．如圖甲所示，兩豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L=，導(dǎo)軌下端接一電阻R=5的小燈泡，導(dǎo)軌間存在一寬h=，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化，t=0時(shí)刻一金屬桿自磁場區(qū)域上方以某一初速度沿導(dǎo)軌下落，t1時(shí)刻金屬桿恰好進(jìn)入磁場，直至穿越磁場區(qū)域，整改過程中小燈泡的亮度始終保持不變．已知金屬桿的質(zhì)量m=，金屬桿下落過程中始終保持水平且與導(dǎo)軌良好接觸，不計(jì)金屬桿及導(dǎo)軌的電阻，g取10m/s2．求：（1）金屬桿進(jìn)入磁場時(shí)的速度v；（2）圖乙中t1的數(shù)值；（3）整個(gè)過程中小燈泡產(chǎn)生的總焦耳熱Q．【答案】（1）5m/s（2）（3）【解析】解：（1）金屬桿進(jìn)入磁場時(shí)受力平衡整理得（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律（3）整個(gè)過程中小燈泡產(chǎn)生的總焦耳熱解得：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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