備戰(zhàn)高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律(大題培優(yōu)易錯試卷)含詳細(xì)答案-資料下載頁
2025-03-31 23:14本頁面
【正文】 運(yùn)用動量定理 ：從到達(dá)過程中，流過導(dǎo)體棒的電荷量： 且 聯(lián)立以上式子，求得（式中，）12．如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌、固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距．導(dǎo)軌電阻忽略不計，其間連接有固定電阻．導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量、電阻的金屬桿，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下．用一外力沿水平方向拉金屬桿，使之由靜止開始做勻加速運(yùn)動，電壓傳感器可將兩端的電壓即時采集并輸入電腦，獲得電壓隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示． （1）計算加速度的大小；（2）求第末外力的瞬時功率；（3）如果水平外力從靜止開始拉動桿所做的功，求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱．【答案】（1）（2）（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù) 結(jié)合圖乙所示數(shù)據(jù)，解得：a=1m/s2．（2）由圖象可知在2s末，通過金屬桿的電流 金屬桿受安培力設(shè)2s末外力大小為F2，由牛頓第二定律， ，故2s末時F的瞬時功率（3）設(shè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量守恒定律， 電阻R與金屬桿的電阻r串聯(lián)，產(chǎn)生焦耳熱與電阻成正比金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱 解得： ．13．如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌置于水平面(紙面)內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L，左端連有阻值為R的電阻。一金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。已知金屬桿以速度v0向右進(jìn)入磁場區(qū)域，做勻變速直線運(yùn)動，到達(dá)磁場區(qū)域右邊界(圖中虛線位置)時速度恰好為零。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。除左端所連電阻外，其他電阻忽略不計。求金屬桿運(yùn)動到磁場區(qū)域正中間時所受安培力的大小及此時電流的功率.【答案】,【解析】【詳解】設(shè)金屬桿運(yùn)動的加速度大小為a，運(yùn)動的位移為x，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，有設(shè)金屬桿運(yùn)動到磁場區(qū)域中間位置時的速度為v，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式，有聯(lián)立以上各式解得:金屬桿運(yùn)動到磁場區(qū)域中間位置時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv通過金屬桿的電流為金屬桿受到的安培力為F=BIL解得：電流的功率為解得：14．如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ放置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌電阻不計，兩導(dǎo)軌間距d=10cm，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，每根棒在導(dǎo)軌間的部分電阻均為R==20cm的絕緣絲線將兩棒系住，=0時刻，磁場方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài)，整個過程，：（1）0～；（2）t=.甲 乙【答案】（1）103A a→c→d→b→a （2）105N【解析】【分析】(1) 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔ?Δt求出感應(yīng)電動勢，從而求出感應(yīng)電流；(2)對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，在水平方向上受拉力和安培力，根據(jù)F=BIL求出安培力的大小，從而求出拉力的大小?！驹斀狻?1) 從圖象可知，ΔBΔt= E=nΔ?Δt=ΔBSΔt==則I=ER總== ，根據(jù)楞次定律可知，方向是acdba；(2) 導(dǎo)體棒在水平方向上受拉力和安培力平衡T=FA=BIL==1105N．故t=105N?！军c睛】解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔ?Δt以及安培力的大小公式F=BIL。15．如圖1所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線框兩平行導(dǎo)軌間距為l，左端接一電動勢為E0、內(nèi)阻不計的電源．一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)線框放置并接觸良好．閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動．忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻，平行軌道足夠長．請分析說明導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動情況，在圖2中畫出速度v隨時間t變化的示意圖；并推導(dǎo)證明導(dǎo)體棒達(dá)到的最大速度為 【答案】導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，達(dá)到最大速度時，加速度a=0；【解析】【分析】導(dǎo)體棒在向右運(yùn)動的過程中會切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與回路中的電源形成閉合回路，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求得電流，結(jié)合牛頓第二定律判斷出速度的變化；【詳解】解：閉合開關(guān)s后，線框與導(dǎo)體棒組成的回路中產(chǎn)生電流，導(dǎo)體棒受到安培力開始加速運(yùn)動，假設(shè)某一時刻的速度為v，此時導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為初始階段回路中的電流為：導(dǎo)體棒受到的安培力為，方向水平向右因此,導(dǎo)體棒的加速度為，方向水平向右，即與v方向相同，隨速度的增加，加速度減小，但仍與v同方向，因此，導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，達(dá)到最大速度時，加速度a=0，即有：，解得圖象為
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