備戰(zhàn)高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律(大題培優(yōu)-易錯(cuò)-難題)及詳細(xì)答案-資料下載頁(yè)
2025-03-31 23:10本頁(yè)面
【正文】 x+Q解得Q=【點(diǎn)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(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒關(guān)系列式求解.13．如圖(a)所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌JK、PQ傾斜放置，兩導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)= m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ=30176。，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌的J、P兩端連接阻值為R=，金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置并用細(xì)線通過(guò)光滑定滑輪與重物相連，金屬棒ab的質(zhì)量m= kg，電阻r= Ω，重物的質(zhì)量M= kg，如果將金屬棒和重物由靜止釋放，金屬棒沿斜面上滑距離與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖(b)所示，不計(jì)導(dǎo)軌電阻， g=10 m/s 2 。求： (1)t=0時(shí)刻金屬棒的加速度(2) s內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量； (3) s內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1)a=(2) (3)QR=【解析】【分析】根據(jù)電量公式q=I?△t，閉合電路歐姆定律，法拉第電磁感應(yīng)定律：，聯(lián)立可得通過(guò)電阻R的電量；由能量守恒定律求電阻R中產(chǎn)生的熱量?！驹斀狻?1) 對(duì)金屬棒和重物整體Mgmgsinθ=(M+m)a 解得：a=；(2) 由題圖(b)可以看出最終金屬棒ab將勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)的速度 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv 感應(yīng)電流金屬棒所受安培力 速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒受力平衡，則可得 聯(lián)立解得： s內(nèi)金屬棒ab上滑的距離s= 通過(guò)電阻R的電荷量；(3) 由能量守恒定律得 解得Q= J 又因?yàn)?聯(lián)立解得：QR=?！军c(diǎn)睛】本題主要考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路知識(shí)的綜合，抓住位移圖象的意義：斜率等于速度，根據(jù)平衡條件和法拉第定律、歐姆定律等等規(guī)律結(jié)合進(jìn)行求解。14．如圖甲所示，傾角為θ=37°足夠長(zhǎng)的傾斜導(dǎo)體軌道與光滑水平軌道平滑連接。軌道寬度d=，電阻忽略不計(jì)。在水平軌道平面內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，傾斜軌道平面內(nèi)有垂直于傾斜軌道向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小都為B，現(xiàn)將質(zhì)量m=、電阻R=1Ω的兩個(gè)相同導(dǎo)體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道的頂端，同時(shí)由靜止釋放。導(dǎo)體cd下滑過(guò)程中加速度a和速度v的關(guān)系如圖乙所示。cd棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中流過(guò)cd棒的電荷量q=（sin37°=，cos37°=，g=10m/s2），則：， （1）cd和傾斜軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少；（2）ab和水平軌道之間的最大壓力是多少；（3）cd棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱是多少．【答案】(1) μ=；(2) FN=6N (3) Qab=【解析】【詳解】解：(1) cd剛釋放時(shí)，加速度：a=5m/s2對(duì)cd棒受力分析，由牛頓第二定律得：mgsinθμmgcosθ=ma解得：μ=(2)由圖像可知，a=0時(shí)cd棒速度達(dá)到最大，此時(shí)電路中的電流最大，此時(shí)cd速度：v=1m/s，ab安培力達(dá)到最大，對(duì)地面壓力也達(dá)到最大對(duì)cd受力分析：mgsinθ=F+μmgcosθ對(duì)ab棒受力分析：FN=mg+F解得：FN=6N， F=2N(3)安培力大?。篎=BId=B2d2v2R 解得：B=4T由：q=It=E2Rt=Δ?2R=Bdx2R解得：x=cd從開(kāi)始到速度最大的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgxsinθμmgxcosθW=12mv2產(chǎn)生的總焦耳熱：Q=Wab棒上產(chǎn)生的焦耳熱：Qab=12Q=15．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(chǎng)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(chǎng)，直至穿越磁場(chǎng)區(qū)域，整改過(guò)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(guò)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(chǎng)時(shí)的速度v；（2）圖乙中t1的數(shù)值；（3）整個(gè)過(guò)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(chǎng)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(guò)程中小燈泡產(chǎn)生的總焦耳熱解得：
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