專題九電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題-資料下載頁
2025-07-18 00:08本頁面
【正文】 m v20－ m gh ＝－ J QR＝RR ＋ r| W 安 |＝ J. 答案 (1) W (2) J (3) C ( 3) 當(dāng)金屬棒 ab 勻速下落時， G ＝ F 安 ，則 mg ＝ BIL ＝B2L2vR ＋ r，解得 BL ＝ T m 則電荷量 q ＝ It ＝Δ ΦR ＋ r＝BLsR ＋ r＝ C . 附：對應(yīng)高考題組 1． (2022福建高考 ， 17)如圖 ， 足夠長的 U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成 θ角 (0θ90176。 )， 其中 MN與 PQ平行且間距為 L， 導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場垂直 ， 導(dǎo)軌電阻不計 ． 金屬棒 ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑 ， 并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸 ， ab棒接入電路的電阻為 R，當(dāng)流過 ab棒某一橫截面的電量為 q時 ， 棒的速度大小為 v，則金屬棒 ab在這一過程中 ( )． A ．運動的平均速度大小為12v B ．下滑的位移大小為qRBL C ．產(chǎn)生的焦耳熱為 qB L v D ．受到的最大安培力大小為B2L2vRsin θ 答案 B 解析 流過 ab 棒某一截面的電量 q ＝ I t ＝B Δ SRtt ＝BLxR， ab 棒下滑的位移 x ＝qRBL，其平均速度 v ＝xt，而棒下滑過程中做加速度減 小的加速運動，故平均速度不等于12v ， A 錯誤 B 正確；由能量守恒 m gx s in θ ＝ Q ＋12m v2，產(chǎn)生的焦耳熱 Q ＝ m gx si n θ －12m v2＝ mgqRBLsin θ －12m v2， C 錯誤；當(dāng) mg si n θ ＝B2L2vR時 v 最大，安培力最大，即 F 安m＝ mg si n θ ＝B2L2vR， D 錯誤． 2 ． (2022 江蘇單科， 1 3) 某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置，如圖所示．在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角 α 均為49π ，磁場均沿半徑方向．匝數(shù)為 N 的矩形線圈 abc d的邊長 ab ＝ cd ＝ l 、 bc ＝ ad ＝ 2 l .線圈以角速度 ω 繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動， bc 邊和 ad 邊同時進(jìn)入磁場．在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B ，方向始終與兩邊的運動方向垂直．線圈的總電阻為 r ，外接電阻為 R . 求： (1)線圈切割磁感線時 ， 感應(yīng)電動勢的大小 Em； (2)線圈切割磁感線時 ， bc邊所受安培力的大小 F； (3)外接電阻上電流的有效值 I. 解析 (1) bc 、 ad 邊的運動速度 v ＝ ωl2， 感應(yīng)電動勢 Em＝ 4 NB l v 解得 Em＝ 2 NB l2ω . (2) 電流 Im＝Emr ＋ R，安培力 F ＝ 2 NBIml ， 解得 F ＝4 N2B2l3ωr ＋ R. ( 3) 一個周期內(nèi)，通電時間 t ＝49T R 上消耗的電能 W ＝ I2m Rt 且 W ＝ I2RT ， 解得 I ＝4 NBl2ω3 ? r ＋ R ?. 答案 ( 1) 2 N Bl 2 ω ( 2) 4 N2 B 2 l 3 ωr ＋ R ( 3)4 N Bl 2 ω3 ? r ＋ R ?
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