高考物理電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況推斷題綜合練習(xí)題-資料下載頁(yè)
2025-04-02 21:27本頁(yè)面
【正文】 vm=1m/sab棒由靜止到最大速度過程中，由能量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)解得Q=5103J13．如圖所示，一個(gè)“U”形金屬導(dǎo)軌靠絕緣的墻壁水平放置，導(dǎo)軌長(zhǎng)L＝ m，寬d＝ m。一對(duì)長(zhǎng)L1＝ m的等寬金屬導(dǎo)軌靠墻傾斜放置，與水平導(dǎo)軌成θ角平滑連接，θ角可在0～60176。調(diào)節(jié)后固定。水平導(dǎo)軌的左端長(zhǎng)L2＝ m的平面區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0＝2 T。水平導(dǎo)軌的右端長(zhǎng)L3＝ m的區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間以＝ T/s均勻變大。一根質(zhì)量m＝ kg的金屬桿MN從斜軌的最上端靜止釋放，金屬桿與斜軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝。金屬桿電阻R＝ Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。（1）求金屬桿MN上的電流大小，并判斷方向；（2）金屬桿MN從斜軌滑下后停在水平導(dǎo)軌上，求θ角多大時(shí)金屬桿所停位置與墻面的距離最大，并求此最大距離xm?！敬鸢浮浚?） A；N→M （2）45176。； m【解析】【詳解】（1）由電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：由歐姆定律得：所以MN棒上的電流大小I= A，由楞次定律可得MN棒上的電流方向：N→M。（2）設(shè)導(dǎo)體棒滑出水平磁場(chǎng)后繼續(xù)滑行x后停下，由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)有：當(dāng)θ=45176。時(shí)，x取得最大值：所以金屬桿所停位置與墻面的最大距離為：14．如圖所示，兩平行光滑不計(jì)電阻的金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌上端接一阻值為R的定值電阻，兩導(dǎo)軌之間的距離為d．矩形區(qū)域abdc內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab、cd之間的距離為L(zhǎng)．在cd下方有一導(dǎo)體棒MN，導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌垂直，與cd之間的距離為H，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，電阻為r．給導(dǎo)體棒一豎直向上的恒力，導(dǎo)體棒在恒力F作用下由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后做減速運(yùn)動(dòng)．若導(dǎo)體棒到達(dá)ab處的速度為v0，重力加速度大小為g．求：（1）導(dǎo)體棒到達(dá)cd處時(shí)速度的大小；（2）導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度的大小；（3）導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，通過電阻R的電荷量和電阻R產(chǎn)生的熱量．【答案】（1） （2） （3） 【解析】【分析】導(dǎo)體棒從開始到運(yùn)動(dòng)到cd處的過程,利用動(dòng)能定理可求得導(dǎo)體棒到達(dá)cd處時(shí)速度的大小。求出導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力大小,再由牛頓第二定律求得加速度的大??；導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中,根據(jù)電量與電流的關(guān)系以及法拉第電磁感應(yīng)定律；【詳解】（1）根據(jù)動(dòng)能定理：解得導(dǎo)體棒到達(dá)cd處時(shí)速度的大?。海?）根據(jù)牛頓第二定律：安培力：導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度的大?。海?）導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，通過電阻R的電荷量：通過電阻R的電荷量：解得：根據(jù)動(dòng)能定理：電路中的總熱量：Q=WA電阻R中的熱量：解得：15．一種可測(cè)速的跑步機(jī)的測(cè)速原理如圖所示。該機(jī)底面固定有間距為L(zhǎng)、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(chǎng)，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(gè)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(dòng)，金屬條和電極之間接觸良好且任意時(shí)刻僅有一根金屬條處于磁場(chǎng)中?，F(xiàn)在測(cè)出t時(shí)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(duì)滑動(dòng)，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(shí)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(chǎng)力做功，求t時(shí)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(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)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(shí)間t內(nèi)金屬條克服安培力做功為所以t時(shí)間內(nèi)人體消耗的能量
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