第二輪專題復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)綜合題(參考版)
2024-11-23 06:08本頁面
【正文】 導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒 ab和 cd，構(gòu)成矩形回路，如圖所示．兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為 m，電阻皆為 R，回路中其余部分的電阻可不計．在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 B．設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行．開始時，棒 cd靜止，棒 ab有指向棒 cd的初速度 v0（見圖）．若兩導(dǎo)體棒在運動中始終不接觸，求： （ 1） 在運動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少 ． （ 2）當(dāng) ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?3/4時，棒 cd的加速度是多少？ v0 B d a b c L v0 B d a b c L 解： ab棒向 cd棒運動時 ， 產(chǎn)生感應(yīng)電流 ． ab棒和 cd棒受到安培力作用分別作減速運動和加速運動 ． ，在 ab棒的速度大于 cd棒的速度時 ， 回路總有感應(yīng)電流 ， ab棒繼續(xù)減速 ， cd棒繼續(xù)加速 ． 兩棒速度達到相同后 ， 不產(chǎn)生感應(yīng)電流 ， 兩棒以相同的速度 v 作勻速運動 ． （ 1） 從初始至兩棒達到速度相同的過程中，兩棒總動量守恒， mv0 =2mv ① 根據(jù)能量守恒，整個過程中產(chǎn)生的總熱量 Q=1/2 mv02 1/2 2mv2 =1/4 mv02 ② 題目 （ 2） 設(shè) ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?3/4時 ， cd棒的速度為 v′， 則由動量守恒可知 3 v0 /4 B d a b c L v ′ mv0 =m3/4v0+mv ′ ③ ∴ v ′= v0 / 4 此時回路中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流分別為 E=BL(3/4v0 v ′)= BLv0/2 ④ I=E/2R = BLv0/4R ⑤ 此時 cd 棒所受的安培力 F=BIL ⑥ cd棒的加速度 a=F/m ⑦ 由以上各式，可得 ? ?84022mRvlBa ?題目 江蘇 04年高考 如圖所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個矩形閉合導(dǎo)線框 abcd，沿紙面由位置 1（左）勻速運動到位置 2（右），則 （ ） ，感應(yīng)電流方向為 a →b → c → d → a ，感應(yīng)電流方向為 a → d → c → b → a ，受到的安培力方向水平向右 ，受到的安培力方向水平向左 1 2 d a b c d a b c D 如圖示，通電螺線管置于閉合金屬環(huán) A的軸線上， A環(huán)在螺線管的正中間，當(dāng)螺線管中電流逐漸減小時： ( ) A. A環(huán)有收縮的趨勢 B. A環(huán)有擴張的趨勢 C. A環(huán)向左運動 D. A環(huán)向右運動 I A 解： 畫出磁感應(yīng)線的分布如圖示（左視圖） I A 由于 A環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)線由兩部分疊加，且點多于叉，合磁場向外，當(dāng) I 逐漸減小時，磁感應(yīng)強度 B減小，向外的磁通量要減小，由楞次定律，感應(yīng)電流的效果要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因， A環(huán)收縮可以阻礙向外的磁通量減小。 S閉合時，帶電粒子向下做 勻加速運動， mg –qU 2/ d =ma S閉合時電容器兩板間電壓為： U 2=m(ga)d/q= 這時電路的感應(yīng)電流為： I 2= U2 / R2= 根據(jù)閉合電路知識，可列方程 )2(231312 ???????????? rRRRRRIE將已知量代入 (1)(2)式，可求得： E= r=2Ω 由 E=BLv 可得： v=E/BL=3m/s 題目 上頁 R3 R1 R2 S C E r 2Ω 8Ω 8Ω B= m=1 1014 kg q= 1 1015 C d=10mm l =1m a=7m/s2 R3 R1 R2 S C E r 2Ω 8Ω 8Ω 當(dāng)金屬棒 ab沿導(dǎo)軌向右勻速運動 （ 開關(guān) S斷開 ） 時 ， 電容器兩極板之間質(zhì)量 m=1 1014 kg、 帶電量 q= 1 1015 C的微粒恰好靜止不動；當(dāng) S閉合時 ， 微粒以加速度 a=7m/s2 向下做勻加速運動 ， 取g=10 m/s2 。 例 1 如圖示 ， 光滑的平行導(dǎo)軌 P、 Q間距 l =1m， 處在同一豎直面內(nèi) ， 導(dǎo)軌的左端接有如圖所示的電路 ， 其中水平放置的電容器兩極板相距 d=10mm， 定值
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