高考物理法拉第電磁感應(yīng)定律的推斷題綜合復(fù)習(xí)附詳細(xì)答案-資料下載頁(yè)
2025-04-02 22:00本頁(yè)面
【正文】 開(kāi)口。垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝T。一質(zhì)量為m＝2kg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(jì)．現(xiàn)用一質(zhì)量為M＝6kg的物體通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪與ab相連．由靜止釋放M，當(dāng)M下落高度h＝2m時(shí)．a(chǎn)b開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)中ab始終垂直導(dǎo)軌，并接觸良好），不計(jì)一切摩擦和空氣阻力．取g＝10m/s2．求：（1）ab棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；（2）ab棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到勻速運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR?！敬鸢浮浚?）1m/s；（2）；【解析】(1)對(duì)M：T＝Mg對(duì)m：T＝mgsinq＋F安F安＝BIL回路中感應(yīng)電流 E＝BLvm聯(lián)立得：vm＝1m/s(2)由能量守恒定律知，系統(tǒng)的總能量守恒，即系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能、焦耳熱及摩擦而轉(zhuǎn)化的內(nèi)能之和，有: Q總＝96J電阻R產(chǎn)生的焦耳熱: QR＝【點(diǎn)睛】本題有兩個(gè)關(guān)鍵：一是推導(dǎo)安培力與速度的關(guān)系；二是推導(dǎo)感應(yīng)電荷量q的表達(dá)式，對(duì)于它們的結(jié)果要理解記牢，有助于分析和處理電磁感應(yīng)的問(wèn)題.13．固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形導(dǎo)線框abcd，邊長(zhǎng)為，其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可忽略的銅線．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有一段與ab段的材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度均相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上，如圖所示．若PQ以恒定的速度v從ad滑向bc，當(dāng)其滑過(guò)的距離時(shí)，通過(guò)aP段電阻的電流是多大？方向如何？【答案】 方向由P到a【解析】【分析】【詳解】PQ右移切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，外電路由Pa與Pb并聯(lián)而成，PQ滑過(guò)時(shí)的等效電路如圖所示，PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=Blv，方向由Q指向P．外電路總電阻為電路總電流為：aP段電流大小為，方向由P到a．答：通過(guò)aP段電阻的電流是為 方向由P到a14．桌面上放著一個(gè)單匝矩形線圈，線圈中心上方一定高度上有一豎立的條形磁體（如圖）。把條形磁體豎放在線圈內(nèi)的桌面上時(shí)。分別計(jì)算以下兩個(gè)過(guò)程中線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。（1）；（2）換用100匝的矩形線圈，線圈面積和原單匝線圈相同?！敬鸢浮浚?）；（2）80V【解析】【分析】【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，（2）15．如圖所示，兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，相距d=1m、且足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻。AC、BD區(qū)域光滑，其它區(qū)域粗糙且動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，并在AB的左側(cè)和CD的右側(cè)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T。在導(dǎo)軌中央放置著兩根質(zhì)量均為m=1kg，電阻均為R=2Ω的金屬棒a、b，用一鎖定裝置將一彈簧壓縮在金屬棒a、b之間(彈簧與a、b不栓連)，此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能E=9J。現(xiàn)解除鎖定，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，a、b棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，且b棒向右運(yùn)動(dòng)x=，g取10m/s2，求：(1)a、b棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；(2)金屬棒b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）3m/s（2）8m/s2（3）【解析】【分析】對(duì)ab系統(tǒng)，所受的合外力為零，則動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系列式求解速度；（2）當(dāng)ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，求解感應(yīng)電流，根據(jù)牛頓第二定律求解b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度；（3）由能量守恒求解產(chǎn)生的熱量.【詳解】（1）對(duì)ab系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒：0=mvamvb由能量關(guān)系： 解得va=vb=3m/s（2）當(dāng)ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，則有：Ea=Eb=Bdva=6V又： 對(duì)b，由牛頓第二定律：BId+μmg=mab解得ab=8m/s2（3）由動(dòng)量守恒可知，ab棒速率時(shí)刻相同，即兩者移動(dòng)相同距離后停止，則對(duì)系統(tǒng)，由能量守恒：EP=2μmgx+Q解得Q=【點(diǎn)睛】此題是力、電磁綜合題目，關(guān)鍵是分析兩棒的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒關(guān)系列式求解.
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