人教版選擇性必修第二冊-第二章-電磁感應(yīng)-單元綜合練習(xí)1(解析版)-資料下載頁
2025-04-05 05:37本頁面
【正文】 f= N(1分) s后勻速運動,有mgsinθfFA=0 (2分)而FA=BIL=BL= (2分)解得B== T=2 T(2分)(2)I== A= A(2分)QR=I2Rt=3 J= J(2分)答案:(1)2 T (2) J18.(16分)如圖所示,空間存在有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5 T,方向垂直紙面向里,上下寬度為d= m?，F(xiàn)將一邊長L= m的正方形導(dǎo)線框自磁場上邊緣由靜止釋放,經(jīng)過一段時間,導(dǎo)線框到達(dá)磁場下邊界,之后恰好勻速離開磁場區(qū)域。已知導(dǎo)線框的質(zhì)量m= kg,電阻R=2 Ω。(g取10 m/s2)求:(1)導(dǎo)線框勻速穿出磁場的速度。(2)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱。(3)若在導(dǎo)線框進(jìn)入磁場過程對其施加合適的外力F,則可以使其勻加速地進(jìn)入磁場區(qū)域,且之后的運動同沒施加外力F時完全相同。請寫出F隨時間t變化的函數(shù)表達(dá)式。【解析】(1)導(dǎo)線框勻速穿出磁場過程中I= (2分)ILB=mg (2分)得:導(dǎo)線框勻速穿出磁場過程中,速度v=2 m/s(1分)(2)自導(dǎo)線框剛要進(jìn)入磁場至剛要離開磁場的過程中,僅進(jìn)入磁場過程中有焦耳熱產(chǎn)生,由能量守恒得:mgd=mv2+Q (2分)得:Q= J(1分)(3)導(dǎo)線框剛好完全進(jìn)入磁場至剛好要離開磁場的過程v2=2g(dL) (1分)得:導(dǎo)線框剛好完全進(jìn)入磁場的速度v0=1 m/s(1分)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場的過程由=2aL得:a= m/s2(1分)L=a,得:t0= s(2分)取向下為正方向,有:mgF=ma (1分)v′=at (1分)得:F=(0t s)。 (1分)答案:(1)2 m/s (2) J (3)F=(0t s)【補(bǔ)償訓(xùn)練】,兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L,一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I。整個運動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻。求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。(2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運動速度的大小v。(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im?！窘馕觥?1)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運動:BIL=mg, ①解得:B=。 ②(2)感應(yīng)電動勢E=BLv, ③感應(yīng)電流I=, ④由②③④解得:v=。(3)由題意知,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時的速度最大,設(shè)為vm。由機(jī)械能守恒定律得m=mgh,感應(yīng)電動勢的最大值Em=BLvm, 感應(yīng)電流的最大值Im=,解得:Im=。答案:(1) (2) (3),在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L,長為3d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為d的薄絕緣涂層。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放,在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運動,并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直,且僅與涂層間有摩擦,接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R,其他部分的電阻均不計,重力加速度為g。求:(1)導(dǎo)體棒與涂層間的動摩擦因數(shù)μ。(2)導(dǎo)體棒勻速運動的速度大小v。(3)整個運動過程中,電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q?！窘馕觥扛鶕?jù)平衡條件、法拉第電磁感應(yīng)定律、能量守恒定律解題。(1)在絕緣涂層上:導(dǎo)體棒受力平衡,則mgsinθ=μmgcosθ解得導(dǎo)體棒與涂層間的動摩擦因數(shù)μ=tanθ(2)在光滑導(dǎo)軌上:感應(yīng)電動勢E=BLv感應(yīng)電流I=,安培力F安=BIL受力平衡的條件是F安=mgsinθ解得導(dǎo)體棒勻速運動的速度v=(3)摩擦生熱,得QT=μmgdcosθ根據(jù)能量守恒定律知3mgdsinθ=Q+QT+mv2解得電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q=2mgdsinθ答案:(1)tanθ (2) (3)2mgdsinθ
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