備戰(zhàn)高考物理提高題專(zhuān)題復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類(lèi)情況練習(xí)題含答案解析-資料下載頁(yè)
2025-03-31 23:02本頁(yè)面
【正文】 ）b棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中克服安培力所做的功為1J；（2）；（3）保持a棒以進(jìn)入時(shí)的加速度做勻變速運(yùn)動(dòng)，對(duì)a棒施加的外力隨時(shí)間的變化關(guān)系為F=﹣．【解析】【分析】（1）b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，其安培力等于重力，根據(jù)重力做功情況求出b棒克服安培力分別做的功．（2）b進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受重力和安培力平衡，根據(jù)平衡條件，結(jié)合閉合電路歐姆定律和切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小公式，求出b做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度大?。產(chǎn)、b都在磁場(chǎng)外運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度總是相等，b棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，a棒繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)速度時(shí)間公式求解出a進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小，由E=BLv求出a棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即可求得a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩端的電勢(shì)差．（3）根據(jù)牛頓第二定律求出a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出保持a棒以進(jìn)入時(shí)的加速度做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)外力與時(shí)間的關(guān)系式．【詳解】（1）b棒穿過(guò)磁場(chǎng)做勻速運(yùn)動(dòng)，安培力等于重力，則有：BI1L=mbg，克服安培力做功為：W=BI1Ld=mbgd=101=1J（2）b棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v1，重力和安培力平衡，根據(jù)平衡條件，結(jié)合閉合電路歐姆定律得：=mbg,vb===10m/s，b棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，d=vbt1，t1===,a、b都在磁場(chǎng)外運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度總是相等的，b棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，a棒繼續(xù)加速t1時(shí)間而進(jìn)入磁場(chǎng)，a棒進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為va，va=vb+gt1=10+10=11m/s.電動(dòng)勢(shì)為：E=BLva=111=,a棒兩端的電勢(shì)差即為路端電壓為：U===.（3）a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律得：mag﹣BI2L=maa,a=g﹣=g﹣=10﹣=，要保持加速度不變，加外力F，根據(jù)牛頓第二定律得：F+mag﹣BIL=maa得：F=t=t=﹣.14．如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）．設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g．求：此過(guò)程中，（1）導(dǎo)體棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a（2）導(dǎo)體棒速度的最大值vm（3）導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q（4）流過(guò)電阻R的電量q【答案】（1） （2） （3） （4）【解析】【詳解】（1）導(dǎo)體棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向只受拉力F和摩擦力作用，則Fμmg=ma，解得 （2）桿受到的安培力：FB=BId=，桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，由平衡條件得：F=FB+f，即：F=+μmg，解得：；（3）開(kāi)始到達(dá)到最大速度的過(guò)程中，由能量守恒定律得：FLμmgL=Q+mvm2，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱流量：QR=Q，解得：QR= [（Fμmg）L]；（4）電荷量：；【點(diǎn)睛】當(dāng)桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，應(yīng)用平衡條件、安培力公式、能量守恒定律即可正確解題．分析清楚桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大；桿克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，可以從能量角度求焦耳熱．15．如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，左側(cè)接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(gè)水平拉力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a。棒運(yùn)動(dòng)到cd處撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)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(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨位移x(相對(duì)b點(diǎn))的表達(dá)式。(2)撤去外力后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)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(dòng)勢(shì)金屬棒由靜止開(kāi)始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有聯(lián)立得(2)當(dāng)位移為x1時(shí)，有回路總電阻根據(jù)動(dòng)量定理得通過(guò)金屬棒的電荷量，又有解得(3)金屬棒運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大熱功率回路電流電阻R的最大熱功率答案：（1） （2） （3）
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