備戰(zhàn)高考物理備考之電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況壓軸突破訓(xùn)練∶培優(yōu)-易錯-難題篇-資料下載頁
2025-04-02 00:29本頁面
【正文】 終等于安培力: ，速度為：可得：，F(xiàn)沿導(dǎo)軌向下（3）乙金屬桿在磁場中運(yùn)動時，乙金屬桿中的電功率為：；（4）乙進(jìn)入磁場前勻加速運(yùn)動中，甲乙發(fā)出相同熱量，設(shè)為Q1，此過程中甲一直在磁場中，外力F始終等于安培力，則有：乙在磁場中運(yùn)動發(fā)出熱量Q2，利用動能定理：可得：，由于甲出磁場以后，外力F為零，可得：。13．如圖所示（俯視圖），兩根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 L=1m。導(dǎo)軌單位長度的電阻 r=1Ω/m，左端處于 x 軸原點(diǎn)，并連接有固定電阻 R1=1Ω(與電阻 R1 相連的導(dǎo)線電阻可不計(jì)）。導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量 m=1kg、電阻 R2=1Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B= B0+kx（B0=1T，k=1T/m）的磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使其從原點(diǎn)處開始以速度v=1m/s 沿 x 軸正方向做勻速運(yùn)動，則：（1）當(dāng) t=1s 時，電阻R1上的發(fā)熱功率。（2）求 02s 內(nèi)外力F所做的功。（3）如果t=2s調(diào)整F的大小及方向，使桿以1m/s2 的加速度做勻減速運(yùn)動，定性討論F 的大小及方向的變化情況?！敬鸢浮?1) (2) 2J (3) 見解析【解析】【詳解】（1）當(dāng)t=1s時，x=vt=1m，B=B0+kx=2T，所以R1上的電流為A，（2）電流與導(dǎo)體棒位置的關(guān)系為A，得回路中的電流與導(dǎo)體棒位置無關(guān)，由得，畫出Fx圖象，求02s內(nèi)圖象下面的“面積”，即是導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中克服安培力所做的功當(dāng)t=0，B=1T，所以，當(dāng)t=2s，B=3T，所以，x=2m，所以做功的“面積”為2J。因?qū)w棒是勻速運(yùn)動，合力做功為0，所以外力克服安培力做功為2 J（3）當(dāng)t=2s時，方向向左，此時合外力，方向向左，所以此時F應(yīng)向右。隨著速度的減小，安培力將減小，F(xiàn)先減小。當(dāng)安培力等于1N時，F(xiàn)減至0。當(dāng)速度更小是，安培力也更小，此時F應(yīng)反向增大，當(dāng)速度接近為0時，安培力也接近為0， F接近1N。14．某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁極寬度均為L，忽略邊緣效應(yīng)，一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接，當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(骨架與磁極不接觸)，隨后外電路對線圈供電，秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時的位置并靜止，由此時對應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量．已知線圈匝數(shù)為n，線圈電阻為R，：(1)線圈向下運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出？(2)供電電流I是從C端還是從D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系；(3)若線圈消耗的最大功率為P，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？【答案】（1）感應(yīng)電流從C端流出 （2）（3）【解析】【分析】【詳解】（1）根據(jù)右手定則，線圈向下切割磁感線，電流應(yīng)從Ｄ端流入，從Ｃ端流出（２）根據(jù)左手定則可知，若想使彈簧恢復(fù)形變，安培力必須向上，根據(jù)左手定則可知電流應(yīng)從D端流入，根據(jù)受力平衡①解得②（3）根據(jù)最大功率得③②③聯(lián)立解得：15．一種可測速的跑步機(jī)的測速原理如圖所示。該機(jī)底面固定有間距為L、寬度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，左側(cè)與電壓表和電阻R相連接。絕緣橡膠帶上每隔距離d就嵌入一個電阻為r的平行細(xì)金屬條，跑步過程中，絕緣橡膠帶跟隨腳步一起運(yùn)動，金屬條和電極之間接觸良好且任意時刻僅有一根金屬條處于磁場中。現(xiàn)在測出t時間內(nèi)電壓表讀數(shù)為恒為U，設(shè)人與跑步機(jī)間無相對滑動，求：（1）判斷電阻R的電流方向；（2）該人跑步過程中，是否勻速？給出定性判斷理由；（3）求t時間內(nèi)的平均跑步速度；（4）若跑步過程中，人體消耗的能量有20%用于克服磁場力做功，求t時間內(nèi)人體消耗的能量。【答案】(1)電阻R的電流方向向下；(2)是勻速；(3)；(4)【解析】【分析】【詳解】(1)由題意且根據(jù)右手定則可知，流經(jīng)電阻R的電流方向向下；(2)(3)金屬條做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生的電動勢大小為，回路中的電流大小為，伏特表的示數(shù)為，解得由于伏特表示數(shù)恒定，所以速度也恒定，說明該人跑步過程中，是勻速；速度為(4)金屬條中的電流為金屬條受的安培力大小為時間t內(nèi)金屬條克服安培力做功為所以t時間內(nèi)人體消耗的能量
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