20xx屆高考物理專項精練精析物理專項精講三十七(參考版)
2024-08-26 21:25本頁面
【正文】 s%5￥ u 。江蘇單科 ) 如右圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為 L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為 m、有效電阻為 R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界 h處靜止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小， 最終穩(wěn)定為 ，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻．求： (1)磁感應(yīng)強度的大小 B； (2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運動速度的大小 v； (3)流經(jīng)電流表電流的最大值 Im. 解析： (1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運動 BIL＝ mg① 解得 B＝ mgIL.② (2)感應(yīng)電動勢 E＝ BLv③ 感應(yīng)電流 I＝ ER④ 由 ②③④ 式解得 v＝ I2Rmg. (3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時的速度最大，設(shè)為 vm 機(jī)械能守恒 12mv2m＝ mgh 感應(yīng)電動勢的最大值 Em＝ BLvm 感應(yīng)電流的最大值 Im＝ EmR 解得 Im＝ mg 2ghIR . 答案： (1)B＝ mgIL (2)v＝ I2Rmg (3)Im＝ mg 2ghIR ，兩根相同的勁度系數(shù)為 k 的金屬輕彈簧用兩根等長的絕緣線懸掛在水平天花板上，彈簧的上端通過導(dǎo)線與阻值為 R 的電阻相連，彈簧的下端接一質(zhì)量為 m、長度為 L、電 阻為 r 的金屬棒，金屬棒始終處于寬度為 d 的垂直紙面向里磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中．開始時彈簧處于原長．金屬棒從靜止釋放，其下降高度為 h時達(dá)到了最大速度．已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，且當(dāng)彈簧的形變量為 x時，它的彈性勢能為 12kx2，不計空氣阻力和其他電阻，求： (1)金屬棒的最大速度是多少？ (2)這一過程中 R 消耗的電能是多少？ 解析： (1)當(dāng)金屬棒有最大速度時，加速度為零，金屬棒受向上的彈力、安培力和向下的重力作用，有 2kh＋ BId＝ mg I＝ BdvmaxR＋ r vmax＝ － ＋B2d2 . (2)根據(jù)能量關(guān)系得 mgh－ 2?? ??12kh2 － 12mv2max＝ E 電 又有 R、 r 共同消耗了總電能 EREr＝Rr， ER＋ Er＝ E 電 整理得 R 消耗的電能為 ER＝ RR＋ rE 電＝ RR＋ r[mgh－ kh2－ － ＋ 22B4d4 ]． 答案： (1) － ＋B2d2 (2) RR＋ r[mgh－ kh2－ － ＋2B4d4 ] 10．如
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