歷年備戰(zhàn)高考物理易錯(cuò)題匯編-法拉第電磁感應(yīng)定律練習(xí)題含詳細(xì)答案(參考版)
2025-04-02 00:19本頁(yè)面
【正文】 求金屬桿運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域正中間時(shí)所受安培力的大小及此時(shí)電流的功率.【答案】,【解析】【詳解】設(shè)金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，運(yùn)動(dòng)的位移為x，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有設(shè)金屬桿運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域中間位置時(shí)的速度為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有聯(lián)立以上各式解得:金屬桿運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域中間位置時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv通過(guò)金屬桿的電流為金屬桿受到的安培力為F=BIL解得：電流的功率為解得：15．如圖所示，電阻的金屬棒放在水平光滑平行導(dǎo)軌上（導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)），棒與導(dǎo)軌垂直放置，導(dǎo)軌間間距，導(dǎo)軌上接有一電阻，整個(gè)導(dǎo)軌置于豎直向下的磁感強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其余電阻均不計(jì)．現(xiàn)使棒以速度向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)，試求：（）棒中的電流大?。ǎ﹥啥说碾妷海ǎ┌羲艿陌才嗔Υ笮『头较颍敬鸢浮浚ǎ?；（）；（）；方向水平向左【解析】（）金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，電路中的電流為．由右手定則判斷可以知道中感應(yīng)電流方向由．（）金屬棒兩端的電壓為；（）金屬棒所受的安培力為，由左手定則知方向水平向左．。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。一金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。2= 4（3）設(shè)ab的質(zhì)量為m，ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)ab的電流I=E2R總ab受到的安培力FA＝BIL又mgsinθ= BIL解得m=0．024kg在t=0～0．2s時(shí)間里，R2兩端的電壓U2=0．2V，產(chǎn)生的熱量Q1=U22R2t=ab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，到M2P2處的速度為零，由功能關(guān)系可得在t=0．2s后，整個(gè)電路最終產(chǎn)生的熱量Q=mgdsinθ+12mv2=0．036J由電路關(guān)系可得R2產(chǎn)生的熱量Q2=16Q=0．006J故R2產(chǎn)生的總熱量Q總= Q1+ Q2=0．01 J考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、能量守恒定律【名師點(diǎn)睛】本題是法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律以及能量守恒定律等知識(shí)的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵要搞清電路的連接方式及能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，明確感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)既與電路知識(shí)有關(guān)，又與電磁感應(yīng)有關(guān)．11．如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PO、MN，PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為d=、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B==，質(zhì)量分別為m1=300g和m2=500g的兩金屬棒LL2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1，L2在水平恒力F=，由靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，試求:(1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=，棒L2的加速度多大？(2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm.(3)若在棒L2達(dá)到最大速度vm時(shí)撤去外力F，并同時(shí)釋放棒L1，求棒L2達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度值.(4)若固定棒L1，當(dāng)棒L2的速度為v，且離開(kāi)棒L1距離為S的同時(shí)，撤去恒力F，為保持棒L2做勻速運(yùn)動(dòng)，可以采用將B從原值(B0=)逐漸減小的方法，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫(xiě)出B與時(shí)間t的關(guān)系式)？【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】解:(1)∵L1與L2串聯(lián)∴流過(guò)L2的電流為 ① L2所受安培力為:F′=BdI= ② ∴ ③ (2)當(dāng)L2所受安培力F安=F時(shí)，棒有最大速度vm，此時(shí)電路中電流為Im. 則：F安=BdIm ④ ⑤ F安=F ⑥ 由④⑤⑥得： ⑦ (3)撤去F后，棒L2做減速運(yùn)動(dòng)，L1做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩棒達(dá)到共同速度v共時(shí)，L2有穩(wěn)定速度，對(duì)此過(guò)程有： ⑧ ∴ ⑨ (4)要使L2保持勻速運(yùn)動(dòng)，回路中磁通量必須保持不變，設(shè)撤去恒力F時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，t時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bt，則： B0dS=Btd（S+vt） ⑩ ∴ 12．如圖所示，在水平地面MN上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，上邊界EF距離地面的高度為H．正方形金屬線框abcd的質(zhì)量m=、邊長(zhǎng)L= （LH），總電阻R = ，開(kāi)始時(shí)線框在磁場(chǎng)上方，ab邊距離EF高度為h，然后由靜止開(kāi)始自由下落，abcd始終在豎直平面內(nèi)且ab保持水平．求線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛要落地的過(guò)程中（g取10m/s2)
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