高考物理電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)-資料下載頁
2024-11-09 01:14本頁面
【導(dǎo)讀】根金屬棒運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌接觸良好且與導(dǎo)軌相垂直。Δx的最大值是多少?若m=,L=,R=;磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？由v-F圖線的截距可求得什么物理量?由圖線可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用，勻速時(shí)合力為零。由圖線可以得到直線的斜率k=2，應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。定的空氣阻力f,且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的速度v2；過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。一質(zhì)量為m，電阻為r的。導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0。棒ab通過磁場(chǎng)區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能；中可能的運(yùn)動(dòng)情況。由能量守恒可得：F=W電+1/2?
【正文】 Δt = lΔx y x 在 t→t+Δt 時(shí)間內(nèi) ,由動(dòng)量定理得 BIlΔt=mΔv ?? ???? vmtlvrB )()22(202)22( mvSrB ???)(2 )(2 ))(( 00020200 tvxxxxxxxS ???????? ? 2020 0)22(得 tvB rmvx ???題目 上頁 16. (16分 )如圖所示 ,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、 方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ,有一上 、 下兩層均與水平面平行的“ U”型光滑金屬導(dǎo)軌 ,在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為 m的勻質(zhì)金屬桿 A1和 A2,開始時(shí)兩根金屬桿位于同一豎直面內(nèi)且桿與軌道垂直 。 設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為 H，導(dǎo)軌寬為 L,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì) ,金屬桿單位長度的電阻為 r。 現(xiàn)有一質(zhì)量為 m/2的不帶電小球以水平向右的速度 v0撞擊桿 A1的中點(diǎn) ,撞擊后小球反彈落到下層面上的 C點(diǎn) 。 C點(diǎn)與桿 A2初始位置相距為 S。 求 : （ 1） 回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值； （ 2） 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電流 最多產(chǎn)生了多少熱量； （ 3） 當(dāng)桿 A2與桿 A1的速度比 為 1:3時(shí) ， A2受到的安培力大小 。 s H C A2 A1 B L v0 圖 11 16解： （ 1） 小球與桿 A1碰撞過程動(dòng)量守恒 ， 之后小球作平拋運(yùn)動(dòng) 。 設(shè)小球碰撞后速度大小為 v1， 桿 A1獲得速度大小為 v2 ， 則 ①210 22 mvvmvm ??? S=v1 t H=1/2 gt2 ② ③??????????HgSvv22102 桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) ， 其最大電動(dòng)勢(shì)為 E1=BLv2 ④ 最大電流 ⑤rHgSvBLrEI42201m a x???????????上頁 下頁 （ 2）兩金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)始終滿足動(dòng)量守恒，兩桿最終速度相等，設(shè)為 v′ mv2 =2mv′ ⑥ ⑦2/22 22121 mvmvQ ???⑧20 2161???????? ??HgSvmQ（ 3） 設(shè)桿 A2和 A1的速度大小分別為 v和 3v, mv2 =mv+3mv v= v2/4 ⑨ 由法拉第電磁感應(yīng)定律得： E2=BL(3v v) ⑩ rBvrBvLrEI4222 ???安培力 F=BIL )11(28 02???????? ???HgSvrLBF題目 上頁 （ 13分 ） 如圖所示 ， 兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上 ， 每根導(dǎo)軌每米的電阻為 r0=， 導(dǎo)軌的端點(diǎn) P、 Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連 ， 兩導(dǎo)軌間的距離 l = ， 已知磁感強(qiáng)度 B與時(shí)間 t 的關(guān)系為 B=kt,比例系數(shù) k=電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng) ， 在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直 ， 在 t=0時(shí)刻 ， 金屬桿緊靠在 P、Q端 ， 在外力作用下 ， 桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng) ， 求在 t=力 . Q P 解： 以 a 表示金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度 ， 在 t 時(shí)刻，金屬桿與初始位置的距離 L=1/2 a t2 此時(shí)桿的速度 v= a t， 這時(shí)，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積 S=l L ， 回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=SΔB/Δt + Btl v =Sk+Bl v 回路的總電阻 R=2Lr0 回路中的感應(yīng)電流 i =E/R 作用于桿的安培力 F =Bt l i 解得 F=3k2 l 2 t ／ 2r0 ， 代入數(shù)據(jù)為 F= 10 3 N Q P l L v 上頁 下頁 Q P l L v 又解： 以 a 表示金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度 ， 在 t 時(shí)刻 ,金屬桿與初始位置的距離 L=1/2 a t2 =18a 此時(shí)桿的速度 v=a t=6a， 若磁場(chǎng)不變化，由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 動(dòng)生 電動(dòng)勢(shì) E1 E1 =Bt l v=kt l v= 6 6a = (V) 這時(shí)，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積 S=Ll = ， 若導(dǎo)體不運(yùn)動(dòng)，由于磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的 感生 電動(dòng)勢(shì) E2 E2 =SΔB/Δt= S k = = (V) 回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為兩者之和（方向相同） E=E1+E2=SΔB/Δt + B2l v = (V) 回路的總電阻 R=2Lr0 = 回路中的感應(yīng)電流 i =E/R= (A) 作用于桿的安培力 F=B2l i = = 10 3 N 題目 上頁 課件集介紹
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