備戰(zhàn)高考物理培優(yōu)易錯試卷(含解析)之法拉第電磁感應定律及詳細答案-資料下載頁
2025-04-02 00:13本頁面
【正文】 （1）在加速下滑過程中，當ab桿的速度大小為v時，ab桿中的電流及其加速度的大??；（2）求在下滑過程中ab桿可達到的最大速度．（3）從開始下滑到達到最大速度的過程中，棒沿導軌下滑了距離s，求整個裝置生熱多少.【答案】（1）,（2）（3）【解析】(1)在加速下滑過程中，當 ab桿的速度大小為 v時，感應電動勢E=BLv此時 ab桿中的電流金屬桿受到的安培力：由牛頓第二定律得：(2) 金屬桿勻速下滑時速度達到最大，由平衡條件得： 則速度的最大值(3)若達到最大速度時，導體棒下落高度為 h，由能量守恒定律得：則焦耳熱【點睛】當桿勻速運動時桿的速度最大，分析清楚桿的運動過程是解題的前提；分析清楚桿的運動過程后，應用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、牛頓第二定律、平衡條件與能量守恒定律即可解題；求解熱量時從能量角度分析可以簡化解題過程．14．如圖所示，在水平面上固定一光滑金屬導軌HGDEF，EF∥GH，DE=EF=DG=GH=EG=L．一質量為m足夠長導體棒AC垂直EF方向放置于在金屬導軌上，導軌與導體棒單位長度的電阻均為r．整個裝置處在方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中．現對導體棒AC施加一水平向右的外力，使導體棒從D位置開始以速度v0沿EF方向做勻速直線運動，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸．(1)求導體棒運動到FH位置，即將離開導軌時，FH兩端的電勢差．(2)關于導體棒運動過程中回路產生感應電流，小明和小華兩位同學進行了討論．小明認 為導體棒在整個運動過程中是勻速的，所以回路中電流的值是恒定不變的；小華則認 為前一過程導體棒有效切割長度在增大，所以電流是增大的，后一過程導體棒有效切 割長度不變，電流才是恒定不變的．你認為這兩位同學的觀點正確嗎?請通過推算證 明你的觀點．(3)求導體棒從D位置運動到EG位置的過程中，導體棒上產生的焦耳熱．【答案】(1) (2)兩個同學的觀點都不正確 (3)【解析】【分析】【詳解】(1)導體棒運動到FH位置，即將離開導軌時，由于切割磁感線產生的電動勢為E=BLv0在電路中切割磁感線的那部分導體相當于電源，則此時可將電路等效為：可以將切割磁感線的FH棒看成電動勢為E，內阻為r的電源，根據題意知，外電路電阻為R=4r，再根據閉合電路歐姆定律得FH間的電勢差：(2)兩個同學的觀點都不正確取AC棒在D到EG運動過程中的某一位置，MN間距離設為x，則由題意有：DM=NM=DN=x則此時切割磁感線的有效長度為x，則回路中產生的感應電動勢E=Bxv0回路的總電阻為R=3rx據歐姆定律知電路中電流為，即此過程中電流是恒定的；當導體棒由EG棒至FH的過程中，由于切割磁感線的導體長度一定，故產生的感應電動勢恒定，但電路中電阻是隨運動而增加的據歐姆定律可得，電路中的電流是減小的．(3)設任意時刻沿運動方向的位移為s,如圖所示：則安培力與位移的關系為AC棒在DEG上滑動時產生的電熱，數值上等于克服安培力做的功，又因為，所以因為導體棒從D至EG過程中，導體棒的電阻始終是回路中電阻的，所以導體棒中產生的焦耳熱15．如圖所示，一無限長的光滑金屬平行導軌置于勻強磁場B中，磁場方向垂直導軌平面，導軌平面豎直且與地面絕緣，導軌上M、N間接一電阻R，P、Q端接一對沿水平方向的平行金屬板，導體棒ab置于導軌上，其電阻為3R，導軌電阻不計，棒長為L，平行金屬板間距為d．今導體棒通過定滑輪在一物塊拉動下開始運動，穩(wěn)定后棒的速度為v，不計一切摩擦阻力．此時有一帶電量為q的液滴恰能在兩板間做半徑為r的勻速圓周運動，且速率也為v．求：（1）速度v的大?。唬?）物塊的質量m．【答案】(1），（2）.【解析】【詳解】（1）設平行金屬板間電壓為U．液滴在平行金屬板間做勻速圓周運動，重力與電場力必定平衡，則有：由得聯(lián)立解得則棒產生的感應電動勢為： 由，得 （2）棒中電流為： ab棒勻速運動，外力與安培力平衡，則有 而外力等于物塊的重力，即為 解得
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