備戰(zhàn)高考物理知識點過關(guān)培優(yōu)易錯試卷訓(xùn)練∶法拉第電磁感應(yīng)定律及詳細答案-資料下載頁
2025-03-31 22:18本頁面
【正文】 (1)對M：T＝Mg對m：T＝mgsinq＋F安F安＝BIL回路中感應(yīng)電流 E＝BLvm聯(lián)立得：vm＝1m/s(2)由能量守恒定律知，系統(tǒng)的總能量守恒，即系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能、焦耳熱及摩擦而轉(zhuǎn)化的內(nèi)能之和，有: Q總＝96J電阻R產(chǎn)生的焦耳熱: QR＝【點睛】本題有兩個關(guān)鍵：一是推導(dǎo)安培力與速度的關(guān)系；二是推導(dǎo)感應(yīng)電荷量q的表達式，對于它們的結(jié)果要理解記牢，有助于分析和處理電磁感應(yīng)的問題.13．如圖所示，兩根足夠長的直金屬MN、PQ平行放置在傾角為q的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L．M、P兩點間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略．讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦．（1）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時，ab桿中的電流及其加速度的大?。唬?）求在下滑過程中ab桿可達到的最大速度．（3）從開始下滑到達到最大速度的過程中，棒沿導(dǎo)軌下滑了距離s，求整個裝置生熱多少.【答案】（1）,（2）（3）【解析】(1)在加速下滑過程中，當(dāng) ab桿的速度大小為 v時，感應(yīng)電動勢E=BLv此時 ab桿中的電流金屬桿受到的安培力：由牛頓第二定律得：(2) 金屬桿勻速下滑時速度達到最大，由平衡條件得： 則速度的最大值(3)若達到最大速度時，導(dǎo)體棒下落高度為 h，由能量守恒定律得：則焦耳熱【點睛】當(dāng)桿勻速運動時桿的速度最大，分析清楚桿的運動過程是解題的前提；分析清楚桿的運動過程后，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、牛頓第二定律、平衡條件與能量守恒定律即可解題；求解熱量時從能量角度分析可以簡化解題過程．14．如圖所示，兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，相距d=1m、且足夠長、不計電阻。AC、BD區(qū)域光滑，其它區(qū)域粗糙且動摩擦因數(shù)μ=，并在AB的左側(cè)和CD的右側(cè)存在著豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=2T。在導(dǎo)軌中央放置著兩根質(zhì)量均為m=1kg，電阻均為R=2Ω的金屬棒a、b，用一鎖定裝置將一彈簧壓縮在金屬棒a、b之間(彈簧與a、b不栓連)，此時彈簧具有的彈性勢能E=9J。現(xiàn)解除鎖定，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，a、b棒剛好進入磁場，且b棒向右運動x=，g取10m/s2，求：(1)a、b棒剛進入磁場時的速度大??；(2)金屬棒b剛進入磁場時的加速度大小(3)整個運動過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）3m/s（2）8m/s2（3）【解析】【分析】對ab系統(tǒng)，所受的合外力為零，則動量守恒，根據(jù)動量守恒定律和能量關(guān)系列式求解速度；（2）當(dāng)ab棒進入磁場后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動勢串聯(lián)，求解感應(yīng)電流，根據(jù)牛頓第二定律求解b剛進入磁場時的加速度；（3）由能量守恒求解產(chǎn)生的熱量.【詳解】（1）對ab系統(tǒng)，由動量守恒：0=mvamvb由能量關(guān)系： 解得va=vb=3m/s（2）當(dāng)ab棒進入磁場后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動勢串聯(lián)，則有：Ea=Eb=Bdva=6V又： 對b，由牛頓第二定律：BId+μmg=mab解得ab=8m/s2（3）由動量守恒可知，ab棒速率時刻相同，即兩者移動相同距離后停止，則對系統(tǒng)，由能量守恒：EP=2μmgx+Q解得Q=【點睛】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動情況，運用動量守恒定律和能量守恒關(guān)系列式求解.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．整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B＝2 T的勻強磁場中，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動．求：則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v是多少？此時燈泡的實際功率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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