高中物理穩(wěn)恒電流的基本方法技巧及練習(xí)題及練習(xí)題-資料下載頁
2025-04-02 21:09本頁面
【正文】 ．請(qǐng)通過公式推導(dǎo)證明：在任意一段時(shí)間Δt內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲取的電能相等．（2）如圖2，若軌道左端接一電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源和一阻值未知的電阻．閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm，求此時(shí)電源的輸出功率．（3）如圖3，若軌道左端接一電容器，電容器的電容為C，導(dǎo)體棒在水平拉力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)．電容器兩極板電勢(shì)差隨時(shí)間變化的圖象如圖4所示，已知t1時(shí)刻電容器兩極板間的電勢(shì)差為U1．求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中受到的水平拉力大小．【答案】（1）見解析（2）（3）【解析】試題分析：（1）導(dǎo)體棒切割磁感線導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)又在任意一段時(shí)間Δt內(nèi)，拉力F所做的功電路獲取的電能可見，在任意一段時(shí)間Δt內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲取的電能相等．（2）導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm時(shí)，棒中沒有電流．電源的路端電壓電源與電阻所在回路的電流電源的輸出功率（3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩極板間的電勢(shì)差相等由電容器的Ut圖可知導(dǎo)體棒的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系為可知導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度由，則由牛頓第二定律可得：考點(diǎn)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電功、電功率、安培力．14．如圖甲所示，在一對(duì)平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R=4Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，質(zhì)量為m=，長為L=，使其從靠近電阻處由靜止開始下滑，已知導(dǎo)體棒電阻為r=1Ω，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒下滑過程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示．求：（1）導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（3）若靠近電阻處到底端距離為S=，ab棒在下滑至底端前速度已達(dá)5m/s，求ab棒下滑到底端的整個(gè)過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．【答案】（1）導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ為30176。．（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T．（3）ab棒下滑到底端的整個(gè)過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是4J．【點(diǎn)評(píng)】本題的解題關(guān)鍵是根據(jù)牛頓第二定律和安培力公式推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，結(jié)合圖象的信息求解相關(guān)量．【解析】試題分析：（1）設(shè)剛開始下滑時(shí)導(dǎo)體棒的加速度為a1，則a1=5得：（2）當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度為零時(shí)，開始做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v0，導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，電路中的電流為I，由乙圖知，勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0=5此時(shí)，，聯(lián)立得：（4）設(shè)ab棒下滑過程，產(chǎn)生的熱量為Q，電阻R上產(chǎn)生的熱量為QR，則，考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)、能量守恒15．用質(zhì)量為、總電阻為R的導(dǎo)線做成邊長為的正方形線框MNPQ，并將其放在傾角為的平行絕緣導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌的間距也為，如圖所示，線框與導(dǎo)軌之間是光滑的，在導(dǎo)軌的下端有一寬度為（即）、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界、垂直于導(dǎo)軌，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直，線框從圖示位置由靜止釋放，恰能勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域，重力加速度為，求：（1）線框通過磁場(chǎng)時(shí)的速度；（2）線框MN邊運(yùn)動(dòng)到的過程中通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量；（3）通過磁場(chǎng)的過程中，線框中產(chǎn)生的熱量Q。【答案】（1）（2）（3）【解析】試題分析：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì): ，感應(yīng)電流: ，安培力：線框在磁場(chǎng)區(qū)域做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受力如圖所示解得勻速運(yùn)動(dòng)的速度:（2）解法一：由得，，所以解法二：平均電動(dòng)勢(shì)， ，所以。（3）解法一：通過磁場(chǎng)過程中線框沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)了的距離，由能量守恒定律得： 。解法二：考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【名師點(diǎn)睛】遇到導(dǎo)軌類問題首先要畫出側(cè)視圖及其受力分析圖，然后列式求解；在求有關(guān)熱量問題時(shí)，要從能量守恒的角度求解。
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