高中物理電磁感應專題2電磁感應法拉第電磁感應定律的綜合應用-wenkub.com
2025-06-14 18:48 本頁面
【正文】 合肥市質量檢測 )如圖所示 ， 光滑的金屬導軌間距為 L， 導軌平面與水平面成 α角 ， 導軌下端接有阻值為 R的電阻 ， 質量為 m的金屬桿與絕緣輕質彈簧相連靜止在導軌上 ， 彈簧勁度系數(shù)為 k， 上端固定 ， 彈簧與導軌平面平行 ， 整個裝置處在垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中 ， 磁感應強度為 B. 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 現(xiàn)給桿一沿軌道向下的初速度 v0， 桿向下運動至速度為零后 ， 再沿軌道平面向上運動至最大速度 ， 大小為 v1，然后減速為零 ， 再沿軌道平面向下運動 ?? 一直往復運動到靜止 (導軌與金屬桿的電阻忽略不計 )． 試求： (1)金屬桿獲得初速度瞬間 ， 通過 R的電流大?。? (2)當金屬桿速度為 v1時離最初靜止時位置的距離 L1； (3)金屬桿由初速度 v0開始運動直到最后靜止 ， 電阻 R上產生的焦耳熱 Q. 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 解析： ( 1) 金屬桿獲得初速度 v0瞬間， ab 切割磁感線產生的感應電動勢 E ＝ BL v0，由歐姆定律通過 R 的電流： I ＝ER＝BL v0R. ( 2) 金屬桿最初靜止時，彈簧伸長 x0，則 kx0＝ mg sin α ① ， 當金屬桿的速度為 v1時彈簧伸長 x1，則 kx1＝ mg sin α ＋ F 安 ② ， 又因為 F 安 ＝ BI1L ＝B2L2v1R ③ ， 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 答案： 見解析 L 1 ＝ x 1 － x 0 ④ ， 由 ①②③④ 得 L 1 ＝B2L2v 1kR. ( 3) 金屬桿最后靜止在初始位置，由能的轉化和守恒定律可得： Q ＝12m v20 . 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 為了鞏固和提升所學內容 ， 請使用 “ 課后強化演練 ” 。 t ＝BL vR14R ＝14BL v ， b 端電勢高． ( 2) 設線框從 cd 邊剛進入磁場到 ab 邊剛進入磁場所用時間為 t ， 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 由焦耳定律得 Q ＝ 2 I2Rt ， L ＝ v t ， 解得 Q ＝2 B2L3vR. ( 3) 如圖所示． 【答案】 ( 1)14 BL v ， b 端電勢高 ( 2)2 B 2 L 3 vR ( 3) 如解析圖所示 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 【 方法總結 】 解決此類問題的一般步驟 ① 明確圖象的種類 ， 是 B t圖 ， Φ t圖 、 Et圖還是 It圖等； ② 分析電磁感應的具體過程； ③ 結合法拉第電磁感應定律 、 歐姆定律 、 牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)方程； ④ 根據(jù)函數(shù)方程進行數(shù)學分析 ， 例如分析斜率的變化 、 截距等； ⑤ 畫圖象或判斷圖象 ． 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 矩形導線框 abcd固定在勻強磁場中 ， 磁感線的方向與導線框所在平面垂直 ． 規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里 ， 磁感應強度 B隨時間 t變化的規(guī)律如圖所示 ． 若規(guī)定順時針方向為感應電流 i的正方向 ， 圖中的 it圖象正確的是 ( ) 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 解析： 磁感應強度均勻變化 ， 產生恒定的感應電流 ， A錯誤 ． 第 1 s內 ， 磁場垂直于紙面向里均勻增強 ， 由楞次定律可以判定感應電流方向為逆時針 ， 為負 ， C錯誤 ． 同理可判定 ， 第 4 s內感應電流方向為逆時針 ， 為負 ， 故 B錯誤 ， D正確 ． 答案： D 第四章 電磁感應 新 課 程 新 設 計 名 師 同 步 導 學 首 頁 上一頁 下一頁 末 頁 (2022吉林一中高二上學期期末 )在傾角為 θ的兩平行光滑長直金屬導軌的下端 ， 接有一電阻 R， 導軌自身的電阻可忽略不計 ， 有一勻強磁場與兩金屬導軌平面垂直 ， 方向垂直于導軌平面向上 ． 質量為 m， 電阻可不計的金屬棒 ab， 在沿著導軌平面且與棒垂直的恒力 F作用
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