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)易錯試卷篇-資料下載頁
2025-04-02 21:10本頁面
【正文】 ，桿勻速運動時速度最大，由平衡條件得：F=FB+f，即：F=+μmg，解得：；（3）開始到達到最大速度的過程中，由能量守恒定律得：FLμmgL=Q+mvm2，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱流量：QR=Q，解得：QR= [（Fμmg）L]；（4）電荷量：；【點睛】當(dāng)桿做勻速運動時速度最大，應(yīng)用平衡條件、安培力公式、能量守恒定律即可正確解題．分析清楚桿的運動過程，桿做勻速運動時速度最大；桿克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，可以從能量角度求焦耳熱．13．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：14．如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，金屬桿的電阻為r，整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下，導(dǎo)軌電阻可忽略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦.(重力加速度為g)（1）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大??；（2）求在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值. （3）桿在下滑距離d的時以經(jīng)達到最大速度，求此過程中通過電阻的電量和熱量。【答案】(1) ，(2) (3) ,【解析】【詳解】(1)桿受力圖如圖所示：重力mg，豎直向下，支撐力N，垂直斜面向上，安培力F，沿斜面向上，故ab桿下滑過程中某時刻的受力示意如圖所示，當(dāng)ab桿速度為v時，感應(yīng)電動勢E=BLv，此時電路中電流ab桿受到安培力：由牛頓運動定律得：mgsinθF=ma解得加速度為(2)當(dāng)金屬桿勻速運動時，桿的速度最大，由平衡條件得解得最大速度(3)桿在下滑距離d時，根據(jù)電荷量的計算公式，可得由能量守恒定律得解得電阻R產(chǎn)生的熱量15．如圖所示，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌 EF、PQ 固定在豎直面內(nèi)，軌道間距L =1m ，底部接入一阻值為R = 的定值電阻，上端開口，處于垂直導(dǎo)軌面向內(nèi)的磁感應(yīng)強度為 B = 的勻強磁場中一質(zhì)量為m = 的金屬棒 ab與導(dǎo)軌接觸良好，ab 連入導(dǎo)軌間的電阻r = ，電路中其余電阻不計，不可伸長的輕質(zhì)細繩繞過光滑的定滑輪與 ab 相連，在電鍵 S 打開的情況下，用大小為9N 的恒力 F從靜止開始向下拉繩子的自由端，當(dāng)自由端下落高度 h = 時細繩突然斷了, 始終垂直導(dǎo)軌，并接觸良好，不計空氣阻力，取g =10m / s2 試問：(1)當(dāng)繩子自由端下落高度大小h = 時，ab 上的電流方向如何？此時ab 棒速度的大??；(2)請說明細繩突然斷后 ab 棒的大致運動情況；(3)當(dāng) ab 棒速度最大時，定值電阻 R 的發(fā)熱功率。【答案】(1) 4m/s(2)ab 棒先向上做加速度減小的減速運動，當(dāng)速度減為零時再向下做加速度減小的加速運動，最終勻速運動(3)15W【解析】【詳解】(1)由右手定則可知，ab 上的電流方向為b到a；對于ab棒在力F作用下的運動過程，其受力圖如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有：由速度位移公式得：， (2)ab棒先向上做加速度減小的減速運動，當(dāng)速度減為零時再向下做加速度減小的加速運動，最終勻速運動。(3)對于ab棒向下作勻速運動的狀態(tài),其受力圖如圖所示安培力為：根據(jù)平衡條件有：因為，所以ab棒的最大運動速度為5m/s，；
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