第9講電磁感應及綜合應用(參考版)
2025-07-23 12:59本頁面
【正文】 sv＝B2l2v )， 其中 MN與 PQ平行且間距為 L， 導軌平面與磁感應強度為 B的勻強磁場垂直 ， 導軌電阻不計 ． 金屬棒 ab由靜止開始沿導軌下滑 ， 并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸 ， ab棒接入電路的電阻為 R， 當流過 ab棒某一橫截面的電量為 q時 ， 棒的速度大小為 v， 則金屬棒 ab在這一過程中 ( )． 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 圖 4－ 9－ 13 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 A ．運動的平均速度大小為12v B ．下滑的位移大小為qRBL C ．產(chǎn)生的焦耳熱為 qB L v D ．受到的最大安培力大小為B2L2vRsin θ 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 易失分診斷 ① 不會分析金屬棒的動態(tài)運動過程，誤認為勻加速運動 ―― →導致錯選 A ② 不會分析感應電流的大小是否變化，直接套用公式 I ＝qt和 Q＝ I2Rt 求 Q ―― →導致錯選 C ③ 不受力分析，且不清楚安培力的計算過程和條件 ―― →導致錯選 D 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 正確解析 對棒受力分析如圖所示． F 安 ＝ BIL ＝B2L2vR，故 D 錯； F 安 隨棒的速度的增大而增大，故棒做的不是勻加速直線運動． 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 因此運動的平均速度 v ≠12v ， A 錯； 由 q ＝ nΔ ΦR 總可得： q ＝BLxR，故棒下滑的位移 x ＝qRBL， B 正確； 由能量守恒 m gx si n θ ＝ Q ＋12m v2，求產(chǎn)生的焦耳熱 Q ＝ mgqRBLsin θ －12m v2，故 C 錯． 答案 B 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 防范演練 一 質(zhì)量為 m、 電阻為 r的金屬桿 AB， 以一定的初速度 v0從一光 滑平行金屬導軌底端向上滑行 ， 導軌平面與水平面成 30176。江蘇卷， 13)如 圖 4－ 9－ 11所示，勻強磁場中有一矩形閉合線圈 abcd，線圈平面與磁場垂直．已知線圈的匝數(shù) N＝ 100，邊長 ab＝ m、 bc＝ m，電阻 r＝ 2 度 B在 0～ 1 s內(nèi)從零均勻變化到 T．在 1～ 5 s內(nèi)從 T均勻變化到－ T，取垂直紙面向里為磁場的正方向．求： 圖 4－ 9－ 11 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 ( 1) s 時線圈內(nèi)感應電動勢的大小 E 和感應電流的方向； ( 2) 在 1 ～ 5 s 內(nèi)通過線圈的電荷量 q ； ( 3) 在 0 ～ 5 s 內(nèi)線 圈產(chǎn)生的焦耳熱 Q . 解析 ( 1) 感應電動勢 E1＝ NΔ Φ1Δ t1，磁通量的變化量 Δ Φ1＝ Δ B1S ，解得 E1＝ NΔ B1SΔ t1，代入數(shù)據(jù)解得 E1＝ 10 V ，感應電流方向為a ― → d ― → c ― → b ― → a ( 或逆時針 ) ． 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 (2) 同理可得：感應電流 E2＝N Δ ΦΔ t2＝ NΔ B2SΔ t2， I2＝E2r，電量 q ＝I2Δ t2解得 q ＝ NΔ B2Sr，代入數(shù)據(jù) q ＝ 10 C. (3) 0 ～ 1 s 內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱 Q1＝ I21r Δ t1，且 I1＝E1r， 1 ～ 5 s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱 Q2＝ I22r Δ t2，由 Q ＝ Q1＋ Q2，代入數(shù)據(jù)得Q ＝ 100 J. 答案 (1) 10 V adc ba ( 或逆時針 ) (2) 10 C (3) 100 J 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 4－ 9－ 12所示，一邊長為 a的正方形導線框內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向垂直于導線框所在平面向里，導線框的左端通過導線接一對水平放置的金屬板，兩板間的距離為 d，板長 l＝ ＝ 0時，磁場的磁感應強度從 B0開始均勻增加，同時，在金屬板的左側有一質(zhì)量為 m、電荷量為 q的帶正電粒子以 v0的初速度沿兩板間的中線向右射入兩板間，恰好從下板的邊緣射出，忽略粒子的重力作用．求： 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 圖 4－ 9－ 12 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 ( 1) 兩板間的電勢差； ( 2) 粒子從兩板間離開瞬間，磁感應強度 B 的大?。? 解析 ( 1) 射入的粒子在兩板間運動，有 l ＝ 3 d ＝ v0t ① qUd＝ ma0 ② y ＝12a0t2＝d2 ③ 由以上各式解得兩板間的電勢差 U ＝m v209 q ④ 真題思考體驗 高考命題視角 考場失分防范 ( 2) 由法拉第電磁感應定律得 U ＝Δ ΦΔ t＝ a2Δ BΔ t ⑤ 由楞次定律可知，磁感應強度應均勻增大，有 Δ BΔ t＝B － B0t ⑥ 由以上各式解得粒子從板間離開瞬間，磁感應強度 B ＝ B0＋m v0d3 qa2 ⑦ 答案 ( 1)m v20
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