高中物理穩(wěn)恒電流的技巧及練習(xí)題及練習(xí)題-資料下載頁
2025-04-02 21:09本頁面
【正文】 ；(2)當(dāng)金屬棒下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大，則金屬棒由靜止下滑2s0的過程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；(3)改變電阻箱R2的值，當(dāng)R2為何值時(shí)，金屬棒達(dá)到勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大．【答案】(1) (2) (3) 時(shí)，R2消耗的功率最大．【解析】試題分析：（1）當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大，達(dá)到最大時(shí)有mgsina＝F安①F安＝BIL②I＝③其中 R總＝6R④聯(lián)立①～④式得金屬棒下滑的最大速度⑤（2）由動能定理WG－W安＝mvm2⑥由于WG=2mgs0sinαW安= Q解得Q ＝2mgs0sinα－mvm2將⑤代入上式可得也可用能量轉(zhuǎn)化和守恒求解：再將⑤式代入上式得（3）因金屬棒勻速下滑故mgsinα = BIL⑦P2=I22R2 ⑧聯(lián)立得即當(dāng)，即時(shí)，R2消耗的功率最大．考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢、閉合電路歐姆定律、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【名師點(diǎn)睛】略．14．如圖所示，水平面內(nèi)固定的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a、b、c，相距均為d=2m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌始終良好接觸．棒的總電阻r=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表．整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動，已知施加的水平外力功率恒定，經(jīng)過t=2s時(shí)間棒的速度達(dá)到=3m/s且以后穩(wěn)定．試求：（1）金屬棒速度穩(wěn)定時(shí)施加的水平恒力F為多大?（2）水平外力F的功率為多少?（3）在此t=2s時(shí)間內(nèi)金屬棒產(chǎn)生的熱量是多少?【答案】（1）16N（2）48W（3）30．5J【解析】試題分析：（1）金屬棒速度達(dá)到穩(wěn)定，有：而，聯(lián)立得：F=16N（2）=48W（3）設(shè)小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為、根據(jù)焦耳定律得知：由功能關(guān)系得：Pt=++代入數(shù)據(jù)得：=30．5J考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；焦耳定律；功能關(guān)系15．如圖甲所示，在一對平行光滑的金屬導(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】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，設(shè)勻速運(yùn)動的速度為v0，導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電動勢為E，電路中的電流為I，由乙圖知，勻速運(yùn)動的速度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
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