高三物理電磁感應(yīng)中的能量問題-資料下載頁
2024-11-12 18:50本頁面
【導(dǎo)讀】的能量轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流電能的過程。導(dǎo)體在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前,外力移動(dòng)導(dǎo)體所做的功，尤其是變化的安培力，不能直接由Q=I2Rt. 從全過程考慮，不涉及電流的產(chǎn)生過程，計(jì)算簡(jiǎn)便。，解題簡(jiǎn)捷、方便。止開始運(yùn)動(dòng)s=2m后進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。小燈泡發(fā)光時(shí)的電功率。m=、電阻r=，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，5s末時(shí)電阻R上消耗的電功率；金屬桿在5s末的運(yùn)動(dòng)速率；若以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定B垂直紙面向里。通量Φ與前進(jìn)的時(shí)間t之間的函數(shù)關(guān)系；求線框在通過磁場(chǎng)過程中,拉力功率的最大值；同理,線圈離開磁場(chǎng)過程中感應(yīng)電流所做的功也為mgd,的ab邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度一定最小.時(shí)的磁場(chǎng)力可能恰好等于mg，落過程中ab邊與磁場(chǎng)界面平行。由于ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)都作減速運(yùn)動(dòng),2kg的物塊通過輕質(zhì)細(xì)線跨過兩定滑輪相連。
【正文】 圈全部離開該磁場(chǎng)區(qū)，若上述過程中線圈的 v— t 圖象如圖乙所示，整個(gè)圖象關(guān)于 t=T軸對(duì)稱． d a b c B L v0 甲 v0 0 v t 2T v1 T 乙 (1)求 t=0時(shí)刻線圈的電功率； (2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱和穿過磁場(chǎng)過程中外力 F所做的功分別為多少 ? (3)若線圈的面積為 S， 請(qǐng)運(yùn)用牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律和電磁學(xué)規(guī)律證明：在線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中 解： (1) t=0時(shí) ， E=BLv0 線圈電功率 (2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱 外力做功一是增加動(dòng)能，二是克服安培力做功 題目 (3)根據(jù)微元法思想 ， 將時(shí)間分為若干等分 ， 每一等分可看成勻變速 其中 電量 第 2頁 題目 07— 08學(xué)年度第三次質(zhì)量檢測(cè) 15 15．（ 13分）如圖 (a)所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為 L，導(dǎo)軌平面與水平面成 θ角，上端通過導(dǎo)線連接阻值為 R的電阻，阻值為 r的金屬棒 ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)中，若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為 B，使金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向下運(yùn)動(dòng)，金屬棒運(yùn)動(dòng)的 vt圖象如圖 (b)所示，當(dāng) t=t0時(shí)刻物體下滑距離為 s。已知重力加速度為 g, 導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。試求： v0 0 v t t0 ( b ) θ b a R θ B ( a ) （ 1） 金屬棒 ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電流強(qiáng)度 I的大小和方向； （ 2） 導(dǎo)體棒質(zhì)量 m； （ 3） 在 t0時(shí)間內(nèi)電阻 R產(chǎn)生的焦耳熱 ． 解： (1) 金屬棒 ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E ∴ E=BLv0 ，方向由 a→ b (2) 金屬棒 ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有 mgsinθ=F安 題目 (3)由能量守恒，系統(tǒng)共產(chǎn)生焦耳熱 Q，有 電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 題目 第 2頁 Ⅱ 24 24.（ 19 分）如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為 m、長(zhǎng)為 l、電阻為 r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為 l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接 , 棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出） 。導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度 v0，在棒的運(yùn)動(dòng)速度由 v0減小至 v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度 I 保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。 v0 I B 解： 導(dǎo)體棒所受的安培力為 F＝ IlB ① 該力大小不變，棒做勻減速運(yùn)動(dòng)，因此在棒的速度從 v0減小 v1的過程中，平均速度為 ② 當(dāng)棒的速度為 v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 E＝ Bl v ③ 棒中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ④ 由②④式得 ⑤ 導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為 P1＝ I2r ⑥ 負(fù)載電阻上消耗的平均功率為 ⑦ 由⑤⑥⑦式得 ⑧ 題目
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