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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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