高分策略之電磁感應(yīng)中的桿導(dǎo)軌模型-資料下載頁(yè)
2025-08-05 18:39本頁(yè)面
【正文】 過ff′時(shí)，線框加速度的大小為3gsin θB．t0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v0/2C．t0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量為mgLsin θ＋mvD．線框離開磁場(chǎng)的過程中一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】AC 4. 如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd,阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、邊長(zhǎng)為l、,磁場(chǎng)的方向豎直向上,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊相連,用h表示物塊下落的高度(物塊不會(huì)觸地),g表示重力加速度,其他電阻不計(jì),則 ( ),故電阻R中沒有感應(yīng)電流，物塊下落的最大速度為【答案】CD【解析】線框在磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電阻R上有感應(yīng)電流，A錯(cuò)；線框中的感應(yīng)電流受到安培阻力作用，物塊和線框的加速度逐漸減小，B錯(cuò)；當(dāng)物塊和線框的加速度為零時(shí),線框受到的安培力等于物塊的重力,即安培力F＝mg＝,則最大速度為vm＝,C對(duì)。 通過電阻R的電荷量q＝t＝t，電動(dòng)勢(shì)平均值為＝，故q＝,D對(duì). 5. 如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L=1 ＝37176。角，下端連接阻值為R＝4 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1 ＝ kg、電阻r＝1 Ω的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，它們間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，金屬棒以初速度v0＝20 m/s沿導(dǎo)軌滑下，g＝10 m/s2，sin 37176。＝，cos 37176。＝：(1)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度；(2)金屬棒下滑時(shí)電阻R消耗的最小功率．【答案】(1)6 m/s2,方向沿導(dǎo)軌向上 (2) W 6. 光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L＝ m，與水平面之間的夾角α＝30176。，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R＝ Ω的電阻，其它電阻不計(jì)，質(zhì)量m＝ kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，如圖甲所示．用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬直桿ab，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，vt圖像如圖乙所示，g＝10 m/s2，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．求： (1)恒力F的大?。?2) s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量．【答案】 (1)18 N (2) J【解析】 (1)由題圖乙知，桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm＝4 m/s， 此時(shí)桿受力平衡：F＝mgsin α＋F安＝mgsin α＋代入數(shù)據(jù)得：F＝18 N. 7. 如圖所示，兩條平行的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成α＝37176。角，導(dǎo)軌間距離L＝ m，其上端接一電容和一固定電阻，電容C＝10 μF，固定電阻R＝ ，其質(zhì)量m＝310－2 kg，電阻r＝ ，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T，取g＝10 m/s2 ，sin 37176。＝，cos 37176。＝，當(dāng)它下滑的速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，求：(1)此時(shí)通過ab棒的電流；(2)ab棒的速度大?。?3)電容C與a端相連的極板所帶的電荷量．【答案】 (1) A (2)10 m/s (3)10－5 C 【解析】 (1)ab棒受沿斜面向上的安培力F＝BIL，穩(wěn)定時(shí)以速度v勻速下滑．此時(shí)ab棒受力平衡有BIL＝mgsin 37176。解得I＝ A(2)閉合電路有E＝I(R＋r)＝ A( ＋) Ω＝ V再由ab棒下滑產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv解得v＝10 m/s(3)由感應(yīng)電流方向判定電容C與a端相連的極板帶正電荷電荷量Q＝CUR＝CIR＝10－5 C8. 平行金屬導(dǎo)軌MN豎直放置于絕緣水平地板上如圖所示，金屬桿PQ可以緊貼導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)軌間除固定電阻R外，其他電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒PQ質(zhì)量為M，閉合S，同時(shí)讓金屬桿PQ自由下落，試確定穩(wěn)定時(shí)，(1)金屬桿的速度是多少？(2)若將固定電阻R換成一個(gè)耐壓值足夠大的電容器，釋放金屬桿，試求穩(wěn)定狀態(tài)下回路的電流．【答案】 (1) (2) (2)a＝①ΔE＝Δu＝BLΔv②I＝③ΔQ＝CΔu④將①②③④得：I＝BLaC⑤對(duì)金屬桿由牛頓第二定律，得Mg－BIL＝ma⑥由⑤⑥得a＝，⑦I＝.⑧9. 如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l＝ m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30176。角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m＝ kg，電阻均為R＝ Ω，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止，取g＝10 m/s2，問：(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產(chǎn)生Q＝ J的熱量，力F做的功W是多少？【答案】 (1)1 A 方向由d至c (2) N (3) J (3)設(shè)在時(shí)間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q＝ J的熱量，由焦耳定律知Q＝I2Rt設(shè)棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv由閉合電路歐姆定律知，I＝由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知在時(shí)間t內(nèi)，棒ab沿導(dǎo)軌的位移x＝vt力F做的功W＝Fs綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得W＝ J.
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