第3講電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用(參考版)
2024-10-15 03:34本頁面
【正文】 Δ t ＝Δ ΦR＝BsLR，解得位移 s ＝qRBL， B 正確．根據(jù)能量守恒，產(chǎn)生的焦耳熱等于棒機(jī)械能的減少量， Q ＝ mg s sin θ－12m v2. 棒受到的最 大安培力為B2L2vR. 答案： B 智浪教育 普惠英才文庫 3． (2020 年浙江卷 )如圖 10－ 3－ 11 甲所示，在水平面上固 定有長為 L＝ 2 m、寬為 d＝ 1 m 的金屬 U 形導(dǎo)軌，在 U 形導(dǎo)軌 右側(cè) l＝ m 范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng) 強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示．在 t＝ 0 時(shí)刻，質(zhì)量為 m＝ kg 的導(dǎo)體棒以 v0＝ 1 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動， 導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動 摩擦因數(shù)為 μ＝ ，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位 長度的電阻均為 λ＝ Ω/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電 阻及地 球磁場的影響 (取 g＝ 10 m/s2)． 智浪教育 普惠英才文庫 (2)計(jì)算 4 s 內(nèi)回路中電流 的大小，并判斷電流方向； (3)計(jì)算 4 s 內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱． 圖 10－ 3－ 11 (1)通過計(jì)算分析 4 s 內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況； 智浪教育 普惠英才文庫 解： (1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運(yùn)動，有 代入數(shù)據(jù)解得 t＝ 1 s， x＝ m，導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場區(qū)域． 導(dǎo)體棒在 1 s 末已經(jīng)停止運(yùn)動，以后一直保持靜止，離左端 位置仍為 x＝ m. (2)前 2 s 磁通量不變，回路的電動勢和電流分別為 E＝ 0， I＝ 0 － μm g ＝ ma ， v t＝ v 0 ＋ at ， x ＝ v 0 t ＋ 12 at 2 后 2 s 回路產(chǎn)生的電動勢為 E ＝ Δ ΦΔ t ＝ ld Δ BΔ t ＝ V 智浪教育 普惠英才文庫 回路的電流為 I＝ — ＝ 回路的總長度為 5 m，因此回路的總電 阻為 R＝ 5λ＝ Ω E R 根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時(shí)針方向． (3)前 2 s 電流為零，后 2 s 有恒定電流，焦耳熱為 Q＝ I2Rt＝ J. 智浪教育 普惠英才文庫 。Δ t ＝Δ ΦΔ t BL ＝ 5 A. (3)金屬棒 cd 最終勻速下滑，設(shè)勻速下滑的速度為 Imax＝ BL(v＋ vcd) 2R 得 vcd＝ m/s. 智浪教育 普惠英才文庫 1． (2020 年海南卷 )如圖 10－ 3－ 9， EOF 和 E′O′F′為 空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，其中 EO∥ E′O′， OF ∥ F′O′， 且 EO⊥ OF； OO′為 ∠ EOF 的角平分線， OO′間的距離為 l； 磁場方向垂直于紙面向里．一邊長為 l 的正方形導(dǎo)線框沿 OO′ 方向勻速通過磁場， t＝ 0 時(shí)刻恰好位于圖示位置．規(guī)定導(dǎo)線框 中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流 i 與時(shí)間 t 的關(guān)系 圖線可能正確的是 ( ) 智浪教育 普惠英才文庫 圖 10－ 3－ 9 智浪教育 普惠英才文庫 解析： 從圖示位置到左邊框運(yùn)動至 O′點(diǎn)，感應(yīng)電流均勻 增大為正；左邊框再運(yùn)動至 OO′中點(diǎn)過程，感應(yīng)電流為正不 變；左邊框由 OO′中點(diǎn)再運(yùn)動至 O 點(diǎn)過程，感應(yīng)電流先減小 后反向增大；以后右邊框再運(yùn)動至 OO′中點(diǎn)過程，感應(yīng)電流 為負(fù)不變；右邊框再運(yùn)動至 O 點(diǎn)過程，感應(yīng)電流減小至 正 確． 答案： B 智浪教育 普惠英才文庫 A．運(yùn)動的平均速度大小為 — v B．下滑位移大小為 2． (2020 年福建卷 )如圖 10－ 3－ 10，足夠長的 U 形光滑金屬 導(dǎo)軌平面與水平面成 θ角 (0 θ90176。 ，故 cd棒沿導(dǎo)軌向下加速滑動，即 abcd回 ΔΦ Δt 增大，電流也增大，故最小電流為 Imin＝ I＝ A 當(dāng) cd 棒的速度達(dá)到最大時(shí)，回路的電流最大，此時(shí) cd 棒 的加速度為零． 智浪教育 普惠英才文庫 由 mgsin30176。 ，不計(jì)電阻，廣闊的勻強(qiáng) 磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T，垂直導(dǎo)軌放置 兩金屬棒 ab 和 cd，長度均為 L＝ m，電阻均為 R＝ Ω， 質(zhì)量分別為 kg 和 kg，兩金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好且 可沿導(dǎo)軌自由滑動．現(xiàn) ab 棒在外力作用下，以恒定速度 v＝ m/s 沿著導(dǎo)軌向上滑動，
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