培優(yōu)-易錯-難題電磁感應現(xiàn)象的兩類情況輔導專題訓練及答案解析-資料下載頁
2025-03-31 22:55本頁面
【正文】 理得：可得：(4)從開始狀態(tài)到最終穩(wěn)定后的最高點（線框的上邊與磁場的下邊界重合處）由能量守恒得：代入數(shù)值求得：13．如圖所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導軌間距為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放在兩導軌上，并與導軌垂直，金屬桿的電阻為r，整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下，導軌電阻可忽略，讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑，導軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦.(重力加速度為g)（1）在加速下滑過程中，當ab桿的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大??；（2）求在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值. （3）桿在下滑距離d的時以經(jīng)達到最大速度，求此過程中通過電阻的電量和熱量。【答案】(1) ，(2) (3) ,【解析】【詳解】(1)桿受力圖如圖所示：重力mg，豎直向下，支撐力N，垂直斜面向上，安培力F，沿斜面向上，故ab桿下滑過程中某時刻的受力示意如圖所示，當ab桿速度為v時，感應電動勢E=BLv，此時電路中電流ab桿受到安培力：由牛頓運動定律得：mgsinθF=ma解得加速度為(2)當金屬桿勻速運動時，桿的速度最大，由平衡條件得解得最大速度(3)桿在下滑距離d時，根據(jù)電荷量的計算公式，可得由能量守恒定律得解得電阻R產(chǎn)生的熱量14．如圖所示，兩根相距L1的平行粗糙金屬導軌固定在水平面上，導軌上分布著n個寬度為d、間距為2d的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直水平面向上．在導軌的左端連接一個阻值為R的電阻，導軌的左端距離第一個磁場區(qū)域L2的位置放有一根質(zhì)量為m，長為L1，阻值為r的金屬棒,導軌電阻及金屬棒與導軌間的接觸電阻均不計．某時刻起,金屬棒在一水平向右的已知恒力F作用下由靜止開始向右運動，已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．(1)若金屬棒能夠勻速通過每個勻強磁場區(qū)域，求金屬棒離開第2個勻強磁場區(qū)域時的速度v2的大??；(2)在滿足第(1)小題條件時，求第n個勻強磁場區(qū)域的磁感應強度Bn的大??；(3)現(xiàn)保持恒力F不變，使每個磁場區(qū)域的磁感應強度均相同，發(fā)現(xiàn)金屬棒通過每個磁場區(qū)域時電路中的電流變化規(guī)律完全相同，求金屬棒從開始運動到通過第n個磁場區(qū)域的整個過程中左端電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.【答案】（1）（2）（3）【解析】試題分析：（1）金屬棒勻加速運動有解得：（2）金屬棒勻加速運動的總位移為金屬棒進入第n個勻強磁場的速度滿足金屬棒在第n個磁場中勻速運動有解得：（3）金屬棒進入每個磁場時的速度v和離開每個磁場時的速度均相同，由題意可得金屬棒從開始運動到通過第n個磁場區(qū)域的過程中，有解得：考點：法拉第電磁感應定律；牛頓第二定律；能量守恒定律的應用【名師點睛】本題分析受力是基礎，關鍵從能量轉(zhuǎn)化和守恒角度來求解，解題時要注意抓住使棒進入各磁場的速度都相同，以及通過每段磁場時電路中發(fā)熱量均相同的條件．15．如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導軌，導軌光滑且電阻不計。勻強磁場與導軌平面垂直。阻值為R的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸。t＝0時，將開關S由1擲到2。用q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。請定性畫出以上各物理量隨時間變化的圖象（qt、it、vt、at圖象）?！敬鸢浮繄D見解析.【解析】【詳解】開關S由1擲到2，電容器放電后會在電路中產(chǎn)生電流。導體棒通有電流后會受到安培力的作用，會產(chǎn)生加速度而加速運動。導體棒切割磁感線，速度增大，感應電動勢E=Blv，即增大，則實際電流減小，安培力F=BIL，即減小，加速度a=F/m，即減小。因?qū)к壒饣?，所以在有電流通過棒的過程中，棒是一直加速運動（變加速）。由于通過棒的電流是按指數(shù)遞減的，那么棒受到的安培力也是按指數(shù)遞減的，由牛頓第二定律知，它的加速度是按指數(shù)遞減的，故at圖像如圖：由于電容器放電產(chǎn)生電流使得導體棒受安培力運動，而導體棒運動產(chǎn)生感應電動勢會給電容器充電。當充電和放電達到一種平衡時，導體棒做勻速運動。則vt圖像如圖：；當棒勻速運動后，棒因切割磁感線有電動勢，所以電容器兩端的電壓能穩(wěn)定在某個不為0的數(shù)值，即電容器的電量應穩(wěn)定在某個不為0的數(shù)值（不會減少到0），故qt圖像如圖：這時電容器的電壓等于棒的電動勢數(shù)值，棒中無電流。It圖像如圖：
規(guī)章制度相關推薦
鄂ICP備17016276號-1