20xx教科版高中物理選修一第1章電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用練習(xí)題-資料下載頁
2024-11-28 18:23本頁面
【導(dǎo)讀】習(xí)題課電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用。1．如圖1所示，平行導(dǎo)軌間的距離為d，一端跨接一個電阻R，勻強磁場的磁感應(yīng)強度。為B，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在的平面．一根足夠長的金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置．金。屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計，當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向滑行時，通過電阻R的電流為(). 解析題中B、l、v滿足兩兩垂直的關(guān)系，所以E＝Blv其中l(wèi)＝dsinθ即E＝Bdvsinθ，點評正確理解E＝BLv，知道適用條件是三個量兩兩垂直．。垂直紙面向里,abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為=0. 時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合（如圖）.現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直。解析線框進入時，磁通量是增加的，線框穿出時磁通量是減少的，由楞次定律可判斷。兩次電流方向一定相反，故只能在A、B中選擇，再由楞次定律及規(guī)定的電流正方向可判斷。于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強度為B，當(dāng)施外力使桿ef以速度v向右勻速運動時，桿ef所受
【正文】 Ω 的電阻 R，金屬棒 ab用一根細(xì)繩拉住，細(xì)繩允許承受的最大拉力為 N．現(xiàn)讓 cd棒從靜止開始落下，直至細(xì)繩剛被拉斷，此過程中電阻 R 上產(chǎn)生的熱量為 J(g取 10 m/s2)．求： (1)此過程中 ab棒和 cd棒產(chǎn)生的熱量 Qab和 Qcd； (2)細(xì)繩被拉斷瞬間， cd棒的速度 v； (3)細(xì)繩剛要被拉斷時， cd 棒下落的高度 h. 答案 (1) J J (2)3 m/s (3) m 解析 (1)Qab＝ QR＝ J，由 Q＝ I2Rt， Icd＝ 2Iab. 所以 Qcd＝ I2cdRcdI2abRabQab＝ 412 J ＝ J. (2)繩被拉斷時 BIabL＋ mg＝ FT， E＝ BLv,2Iab＝ ERcd＋ RRabR＋ Rab 解上述三式并代入數(shù)據(jù)得 v＝ 3 m/s (3)由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有 mgh＝ 12mv2＋ Qcd＋ Qab＋ QR 代入數(shù)據(jù)得 h＝ m 12．磁懸浮列車的運行原理可簡化為如圖 12 所示的模型，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等距離分布的勻強磁場 B1和 B2，導(dǎo)軌上有金屬框 abcd，金屬框?qū)挾?ab與磁場 B B2寬度相同．當(dāng)勻強磁場 B1和 B2同時以速度 v0沿直導(dǎo)軌向右做勻速運動時，金屬框也 會沿直導(dǎo)軌運動，設(shè)直導(dǎo)軌間距為 L， B1＝ B2＝ B，金屬框的電阻為 R，金屬框運動時受到的阻力恒為 F，則金屬框運動的最大速度為多少？ 圖 12 答案 4B2L2v0－ FR4B2L2 解析 當(dāng)磁場 B B2同時以速度 v0向右勻速運動時，線框必然同時有兩條邊切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．線框以最大速度運 動時切割磁感線的速度為 v＝ v0－ vm 當(dāng)線框以最大速度 vm勻速行駛時，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E＝ 2BLv 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 I＝ ER 線框所受的安培力為 F 安 ＝ 2BIL 線框勻速運動時，據(jù)平衡可得 F 安 ＝ F 解得 vm＝ 4B2L2v0－ FR4B2L2 點評 這是一道力、電綜合題．它涉及力學(xué)中的受力分析及牛頓運動定律．解答的關(guān)鍵在于把新情景下的磁懸浮列車等效為有兩條邊切割磁感線的線框模型，分析運動情景，挖掘極值條件 (線框做加速度越來越小的加速運動，當(dāng)安培力等于阻力時，速 度最大 )，另外還要注意切割磁感線的速度為框與磁場的相對速度．
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