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備戰(zhàn)高考物理-法拉第電磁感應定律-培優(yōu)易錯試卷練習(含答案)含詳細答案(參考版)

2025-03-31 22:18本頁面
  

【正文】 【點睛】解決本題的關鍵掌握法拉第電磁感應定律E=nΔ?Δt以及安培力的大小公式F=BIL。【答案】(1)3m/s(2)8m/s2(3)【解析】【分析】對ab系統(tǒng),所受的合外力為零,則動量守恒,根據(jù)動量守恒定律和能量關系列式求解速度;(2)當ab棒進入磁場后,兩棒均切割磁感線,產(chǎn)生感生電動勢串聯(lián),求解感應電流,根據(jù)牛頓第二定律求解b剛進入磁場時的加速度;(3)由能量守恒求解產(chǎn)生的熱量.【詳解】(1)對ab系統(tǒng),由動量守恒:0=mvamvb由能量關系: 解得va=vb=3m/s(2)當ab棒進入磁場后,兩棒均切割磁感線,產(chǎn)生感生電動勢串聯(lián),則有:Ea=Eb=Bdva=6V又: 對b,由牛頓第二定律:BId+μmg=mab解得ab=8m/s2(3)由動量守恒可知,ab棒速率時刻相同,即兩者移動相同距離后停止,則對系統(tǒng),由能量守恒:EP=2μmgx+Q解得Q=【點睛】此題是力、電磁綜合題目,關鍵是分析兩棒的受力情況和運動情況,運用動量守恒定律和能量守恒關系列式求解.15.如圖甲所示,平行金屬導軌MN、PQ放置于同一水平面內(nèi),導軌電阻不計,兩導軌間距d=10cm,導體棒ab、cd放在導軌上,并與導軌垂直,每根棒在導軌間的部分電阻均為R==20cm的絕緣絲線將兩棒系住,=0時刻,磁場方向豎直向下,絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài),整個過程,:(1)0~;(2)t=.甲 乙【答案】(1)103A a→c→d→b→a (2)105N【解析】【分析】(1) 根據(jù)法拉第電磁感應定律E=nΔ?Δt求出感應電動勢,從而求出感應電流;(2)對導體棒進行受力分析,在水平方向上受拉力和安培力,根據(jù)F=BIL求出安培力的大小,從而求出拉力的大小。在導軌中央放置著兩根質量均為m=1kg,電阻均為R=2Ω的金屬棒a、b,用一鎖定裝置將一彈簧壓縮在金屬棒a、b之間(彈簧與a、b不栓連),此時彈簧具有的彈性勢能E=9J。角, ,在此過程中磁通量變化了多少?磁通量的平均變化率是多少?線圈中感應電動勢的大小是多少伏?【答案】410-4Wb 810-3Wb/s 【解析】【分析】【詳解】磁通量的變化量是由磁場的變化引起的,應該用公式ΔΦ=ΔBSsin θ來計算,所以ΔΦ=ΔBSsin θ=(-)2010-4 Wb=410-4Wb. 磁通量的變化率:=810-3Wb/s 根據(jù)法拉第電磁感應定律,感應電動勢的大小為E==200810-3V= V14.如圖所示,兩根互相平行的金屬導軌MN、PQ水平放置,相距d=1m、且足夠長、不計電阻?!敬鸢浮浚?)(2)(3)【解析】(1)由題意,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則框架受到最大靜摩擦力為: ab中的感應電動勢為: ,MN中電流為: MN受到的安培力為: ,框架開始運動時,有: 由上述各式代入數(shù)據(jù),解得: ; (2)導體棒ab與MN中感應電流時刻相等,由焦耳定律得知, 則閉合回路中產(chǎn)生的總熱量: 由能量守恒定律,得: 代入數(shù)據(jù)解得: (3)ab加速過程中,有: 取極短時間間隔, 即: 對整過程求和可得: 解得: 代入數(shù)據(jù)解得: 點睛:ab向右做切割磁感線運動,產(chǎn)生感應電流,電流流過MN,MN受到向右的安培力,當安培力等于最大靜摩擦力時,框架開始運動,根據(jù)安培力、歐姆定律和平衡條件等知識,求出速度,依據(jù)能量守恒求解位移,對加速過程由動量定理列式,可得出合外力的沖量與動量變化之間的關系;本題是電磁感應中的力學問題,考查電磁感應、焦耳定律、能量守恒定律定律等知識綜合應用和分析能力,要注意正確選擇物理規(guī)律列式求解。設框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力, 。保持良好接觸。垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab從靜止開始無摩擦地運動,始終與MM39。連接兩導軌的金屬桿MN電阻。、NN39。即非靜電力做功的功率等于拉力做功的功率.10.如圖所示,導體棒ab質量m1=,電阻,長度L=,橫放在U型金屬框架上。即非靜電力做功的功率
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