【物理】物理法拉第電磁感應(yīng)定律的專項(xiàng)培優(yōu)易錯(cuò)試卷練習(xí)題(含答案)及詳細(xì)答案(參考版)
2025-04-01 22:16本頁面
【正文】 【答案】（1）M端電勢(shì)較高 （2）6m/s （3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)右手定則，可判知M端電勢(shì)較高 （2）設(shè)金屬棒的最大速度為v，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLvcos根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中的電流強(qiáng)度I=E/R金屬棒所受安培力F為F=BIL對(duì)金屬棒，根據(jù)平衡條件列方程 mgsin=Fcos聯(lián)立以上方程解得：v=6m/s(3)根據(jù)能量守恒代入數(shù)據(jù)解得：【點(diǎn)睛】本題是力學(xué)和電磁學(xué)的綜合題，綜合運(yùn)用了電磁感應(yīng)定律、能量守恒定律以及共點(diǎn)力平衡問題，要注意此題中棒不是垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不是E＝BLv．應(yīng)根據(jù)有效切割速度求解。 = ，cos37176。一質(zhì)量m=，沿軌道下滑，金屬棒沿軌道下滑x=（軌道足夠長(zhǎng)），在該過程中，金屬棒始終能保持與軌道良好接觸。【答案】（1）3m/s（2）8m/s2（3）【解析】【分析】對(duì)ab系統(tǒng)，所受的合外力為零，則動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系列式求解速度；（2）當(dāng)ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，求解感應(yīng)電流，根據(jù)牛頓第二定律求解b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度；（3）由能量守恒求解產(chǎn)生的熱量.【詳解】（1）對(duì)ab系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒：0=mvamvb由能量關(guān)系： 解得va=vb=3m/s（2）當(dāng)ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，兩棒均切割磁感線，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，則有：Ea=Eb=Bdva=6V又： 對(duì)b，由牛頓第二定律：BId+μmg=mab解得ab=8m/s2（3）由動(dòng)量守恒可知，ab棒速率時(shí)刻相同，即兩者移動(dòng)相同距離后停止，則對(duì)系統(tǒng)，由能量守恒：EP=2μmgx+Q解得Q=【點(diǎn)睛】此題是力、電磁綜合題目，關(guān)鍵是分析兩棒的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒關(guān)系列式求解.14．如圖所示，兩光滑軌道相距L=，固定在傾角為的斜面上，軌道下端接入阻值為R=。在導(dǎo)軌中央放置著兩根質(zhì)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(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能E=9J?！久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了關(guān)于電磁感應(yīng)的復(fù)雜問題，對(duì)于這類問題一定要做好電流、安培力、運(yùn)動(dòng)情況、功能關(guān)系這四個(gè)方面的問題分析；也就是說認(rèn)真分析物理過程，搞清各個(gè)力之間的關(guān)系，根據(jù)牛頓定律列方程；分析各種能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，根據(jù)能量守恒定律列出方程；力的觀點(diǎn)和能量的觀點(diǎn)是解答此類問題的兩大方向．視頻13．如圖所示，兩根互相平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，相距d=1m、且足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻。12．53．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1，粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處于相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R1=12R，R2=4R．在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，且平行軌道中夠長(zhǎng)．已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2．（1）求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)的加速度大?。?）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)I和II之間的距離h和R2上的電功率P2．（3）若將磁場(chǎng)II的CD邊界略微下移，導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)速度大小為v3，要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式．【答案】(1) g3B2r2v14mR (2) h=9m2gR232B4r4v222g P2=9m2g2R16B2r2 F=4B2r2a3Rt+4B2r2v33R+mamg【解析】試題分析：（1）以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場(chǎng)I中切割磁感線，棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)，導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，得式中由各式可得到（2）當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過磁場(chǎng)II時(shí)，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變，即式中解得導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有得此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為根據(jù)能量守恒定律，此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化
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