備戰(zhàn)高考物理專題題庫(kù)∶電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況的推斷題綜合題附答案解析-資料下載頁(yè)
2025-03-31 23:10本頁(yè)面
【正文】 滑、不計(jì)電阻且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，間距L＝，導(dǎo)軌所在的平面與水平面的傾角為37176。，導(dǎo)軌空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將一質(zhì)量m＝、電阻R＝2Ω的金屬桿水平靠在導(dǎo)軌處，與導(dǎo)軌接觸良好。（g＝10m/s2，sin37176。＝，cos37176。＝）（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B＝4+（T），金屬桿由距導(dǎo)軌頂部1m處釋放，求至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間釋放，會(huì)獲得沿斜面向上的加速度。（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足 （T），t＝0時(shí)刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端s0＝1m處?kù)o止釋放，同時(shí)對(duì)金屬桿施加一個(gè)外力，使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，求金屬桿下滑5m所用的時(shí)間。（3）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值，對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌向下的外力F，其大小為F＝（v+）N，其中v為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度，使金屬桿以恒定的加速度a＝10m/s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小?！敬鸢浮浚?）。 （2）s； （3） T?！窘馕觥俊驹斀狻?1)設(shè)金屬桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，距離導(dǎo)軌頂部為x，經(jīng)過(guò)ts后，金屬桿有沿著導(dǎo)軌向上的加速度，此時(shí)安培力等于重力沿導(dǎo)軌的分力，則：FA＝mgsinθ， ，其中： ，所以： ，解得：t＝。（2）由金屬桿與導(dǎo)軌組成的閉合電路中，磁通量保持不變，經(jīng)過(guò)ts的位移為s，則：B1Ls0＝B2L（s+s0），金屬桿做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，s＝5m，代入數(shù)據(jù)解得： （3）對(duì)金屬桿由牛頓第二定律： ，其中： 解得：，代入數(shù)據(jù)得： ，所以， ，解得： 。14．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)。【答案】（1） （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）15．如圖所示，兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上，相距為L(zhǎng)，處于豎直向下的磁場(chǎng)中，整個(gè)磁場(chǎng)由n個(gè)寬度皆為x0的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域…n組成，從左向右依次排列，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B、2B、3B、…nB，兩導(dǎo)軌左端MP間接入電阻R，一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放在水平導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌電接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。（1）對(duì)導(dǎo)體棒ab施加水平向右的力，使其從圖示位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)n個(gè)磁場(chǎng)區(qū)，求導(dǎo)體棒穿越磁場(chǎng)區(qū)1的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q。（2）對(duì)導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒力F0，讓它從磁場(chǎng)1左側(cè)邊界處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)向右運(yùn)動(dòng)距離為時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，求棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)1所用的時(shí)間t。（3）對(duì)導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒定拉力F1，讓它從距離磁場(chǎng)區(qū)1左側(cè)x=x0的位置由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)1時(shí)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，此后在不同的磁場(chǎng)區(qū)施加不同的水平拉力，使棒ab保持該勻速運(yùn)動(dòng)穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)，求棒ab通過(guò)第i磁場(chǎng)區(qū)時(shí)的水平拉力Fi和棒ab通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)過(guò)程中回路產(chǎn)生的電熱Q?！敬鸢浮竣牛虎疲虎恰窘馕觥吭囶}分析:⑴電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)電阻的電荷量。導(dǎo)體棒穿過(guò)1區(qū)過(guò)程。解得（2）棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則設(shè)棒在前x0/2距離運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，則由動(dòng)量定律：F0 t1BqL=mv；解得：設(shè)棒在后x0/2勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則所以棒通過(guò)區(qū)域1所用的總時(shí)間：（3）進(jìn)入1區(qū)時(shí)拉力為，速度，則有。解得；。進(jìn)入i區(qū)時(shí)的拉力。導(dǎo)體棒以后通過(guò)每區(qū)都以速度做勻速運(yùn)動(dòng)，由功能關(guān)系有解得?？键c(diǎn)：動(dòng)能定理的應(yīng)用；導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化
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