【物理】物理-法拉第電磁感應(yīng)定律的專項-培優(yōu)易錯試卷練習(xí)題及詳細(xì)答案-資料下載頁
2025-04-01 22:31本頁面
【正文】 ： 解得： 【點(diǎn)睛】本題是一道電磁感應(yīng)與電路、運(yùn)動學(xué)相結(jié)合的綜合題，分析清楚棒的運(yùn)動過程、找出電流的房你想、應(yīng)用能量守恒和功能關(guān)系等相關(guān)知識，是正確解題的關(guān)鍵．13．如圖所示，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m1=，電阻，長度L=，橫放在U型金屬框架上?？蚣苜|(zhì)量m2=，放在絕緣水平面上，MM39。、NN39。相互平行，電阻不計且足夠長。連接兩導(dǎo)軌的金屬桿MN電阻。整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab從靜止開始無摩擦地運(yùn)動，始終與MM39。、NN39。保持良好接觸。當(dāng)ab運(yùn)動到某處時，框架開始運(yùn)動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力， 。（1）求框架開始運(yùn)動時ab速度的大?。唬?）從ab開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動的過程中，MN上產(chǎn)生的熱量量，求該過程ab位移的大?。唬?）從ab開始運(yùn)動到框架開始運(yùn)動，共經(jīng)歷多少時間。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由題意，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則框架受到最大靜摩擦力為： ab中的感應(yīng)電動勢為： ，MN中電流為： MN受到的安培力為： ，框架開始運(yùn)動時，有： 由上述各式代入數(shù)據(jù)，解得： ； （2）導(dǎo)體棒ab與MN中感應(yīng)電流時刻相等，由焦耳定律得知， 則閉合回路中產(chǎn)生的總熱量： 由能量守恒定律，得： 代入數(shù)據(jù)解得： （3）ab加速過程中，有： 取極短時間間隔， 即： 對整過程求和可得： 解得： 代入數(shù)據(jù)解得： 點(diǎn)睛：ab向右做切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流流過MN，MN受到向右的安培力，當(dāng)安培力等于最大靜摩擦力時，框架開始運(yùn)動，根據(jù)安培力、歐姆定律和平衡條件等知識，求出速度，依據(jù)能量守恒求解位移，對加速過程由動量定理列式，可得出合外力的沖量與動量變化之間的關(guān)系；本題是電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，考查電磁感應(yīng)、焦耳定律、能量守恒定律定律等知識綜合應(yīng)用和分析能力，要注意正確選擇物理規(guī)律列式求解。14．如圖甲所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距L=1 m，左側(cè)接一阻值為R= Ω的電阻．在MN與PQ之間存在垂直軌道平面的有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度d=1 m．一質(zhì)量m=1 kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻．金屬棒ab受水平力F的作用從磁場的左邊界MN由靜止開始運(yùn)動，其中，F(xiàn)與x（x為金屬棒距MN的距離）的關(guān)系如圖乙所示．通過電壓傳感器測得電阻R兩端電壓隨時間均勻增大．則：（1）金屬棒剛開始運(yùn)動時的加速度為多少？（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為多少？（3）若某時刻撤去外力F后金屬棒的速度v隨位移s的變化規(guī)律滿足v=v0﹣s（v0為撤去外力時的速度，s為撤去外力F后的位移），且棒運(yùn)動到PQ處時恰好靜止，則金屬棒從MN運(yùn)動到PQ的整個過程中通過左側(cè)電阻R的電荷量為多少？外力F作用的時間為多少？【答案】（1）a=；（2）B=；（3）t=1s【解析】【詳解】解：(1)金屬棒開始運(yùn)動時，，金屬棒不受安培力作用金屬棒所受合力為： 由牛頓第二定律得：(2)由題意可知，電阻兩端電壓隨時間均勻增大，即金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間均勻增大，由可知，金屬棒的速度隨時間均勻增大，則金屬棒做初速度為零的勻加速運(yùn)動．加速度： 由勻變速直線運(yùn)動的位移公式可得： 由圖乙所示圖象可知，時， 由牛頓第二定律得： 解得： (3)金屬棒經(jīng)過磁場的過程中，感應(yīng)電動勢的平均值： 感應(yīng)電流的平均值：通過電阻R的電荷量： 解得： 設(shè)外力的作用時間為，力作用時金屬棒的位移為：撤去外力后，金屬棒的速度為：到恰好靜止，則撤去外力后金屬棒運(yùn)動的距離為：則 解得：15．桌面上放著一個單匝矩形線圈，線圈中心上方一定高度上有一豎立的條形磁體（如圖）。把條形磁體豎放在線圈內(nèi)的桌面上時。分別計算以下兩個過程中線圈中的感應(yīng)電動勢。（1）；（2）換用100匝的矩形線圈，線圈面積和原單匝線圈相同?！敬鸢浮浚?）；（2）80V【解析】【分析】【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，（2）
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