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-在線瀏覽
2025-04-02 00:19本頁(yè)面
【正文】 、電阻為的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開(kāi)始下滑，下滑過(guò)程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取忽略ab棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)原磁場(chǎng)的影響．判斷金屬棒兩端a、b的電勢(shì)哪端高；求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；在金屬棒ab從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量．【答案】(1) b端電勢(shì)較高(2)當(dāng)金屬棒勻速下落時(shí)，由共點(diǎn)力平衡條件得：金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：則電路中的電流為：由圖象可得： 代入數(shù)據(jù)解得：(2)棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí),電子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛倫茲力，,棒中電子在洛倫茲力的作用下,電子從M移動(dòng)到N的過(guò)程中,非靜電力做功,根據(jù)電動(dòng)勢(shì)定義計(jì)算得出E.（3）可以從微觀的角度求出水平和豎直方向上的洛倫茲力做功情況，在比較整個(gè)過(guò)程中做功的變化狀況．【詳解】（1）如圖所示，在一小段時(shí)間Dt內(nèi)，金屬棒MN的位移 這個(gè)過(guò)程中線框的面積的變化量 穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化量根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 解得 （2）如圖所示，棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，正電荷具有向右的分速度，受到沿棒向上的洛倫茲力，f1即非靜電力在f的作用下，電子從N移動(dòng)到M的過(guò)程中，非靜電力做功根據(jù)電動(dòng)勢(shì)定義 解得 （3）自由電荷受洛倫茲力如圖所示． 設(shè)自由電荷的電荷量為q，沿導(dǎo)體棒定向移動(dòng)的速率為．如圖所示，沿棒方向的洛倫茲力，做正功 垂直棒方向的洛倫茲力，做負(fù)功所以，即導(dǎo)體棒中一個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力做功為零．做正功，將正電荷從N端搬運(yùn)到M端，相當(dāng)于電源中的非靜電力，宏觀上表現(xiàn)為“電動(dòng)勢(shì)”，使電源的電能增加；做負(fù)功，宏觀上表現(xiàn)為安培力做負(fù)功，使機(jī)械能減少．大量自由電荷所受洛倫茲力做功的宏觀表現(xiàn)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為等量的電能，在此過(guò)程中洛倫茲力通過(guò)兩個(gè)分力做功起到“傳遞”能量的作用．【點(diǎn)睛】本題較難，要從電動(dòng)勢(shì)定義的角度上去求電動(dòng)勢(shì)的大小，并學(xué)會(huì)從微觀的角度分析帶電粒子的受力及做功情況．3．如圖甲所示,兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30176。（2）當(dāng)t=1s時(shí),棒受到外力F的大小和方向。 F安=0F=．方向沿斜面向上（3）q=It ,；； 聯(lián)立解得4．如圖為電磁驅(qū)動(dòng)與阻尼模型，在水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，左端接有阻值為R的定值電阻，其間有垂直軌道平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩軌道間距及磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)．質(zhì)量為m的金屬棒ab靜置于導(dǎo)軌上，當(dāng)磁場(chǎng)沿軌道向右運(yùn)動(dòng)的速度為v時(shí)，棒ab恰好滑動(dòng)．棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終在磁場(chǎng)范圍內(nèi)，并與軌道垂直且接觸良好，軌道和棒電阻均不計(jì)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．（1）判斷棒ab剛要滑動(dòng)時(shí)棒中的感應(yīng)電流方向，并求此時(shí)棒所受的摩擦力f大?。唬?）若磁場(chǎng)不動(dòng)，將棒ab以水平初速度2v運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)，求棒ab運(yùn)動(dòng)位移x及回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）若t=0時(shí)棒ab靜止，而磁場(chǎng)從靜止開(kāi)始以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于棒ab運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像哪個(gè)可能是正確的？請(qǐng)分析說(shuō)明棒各階段的運(yùn)動(dòng)情況．【答案】(1)；(2) ；(3)丙圖正確【解析】【詳解】（1）根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向a至b 依題意得，棒剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)，受摩擦力等于安培力：f=FA又有FA=BI1L，聯(lián)立解得：（2）設(shè)棒的平均速度為，根據(jù)動(dòng)量定理可得：又有， 聯(lián)立得： 根據(jù)動(dòng)能定理有：根據(jù)功能關(guān)系有：Q=WA 得：Q=mv2 （3）丙圖正確 當(dāng)磁場(chǎng)速度小于v時(shí)，棒ab靜止不動(dòng)；當(dāng)磁場(chǎng)速度大于v時(shí)，E=BLΔv，棒ab的加速度從零開(kāi)始增加，a棒a時(shí)，Δv逐漸增大，電流逐漸增大，F(xiàn)A逐漸增大，棒做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)a棒=a時(shí)，Δv保持不變，電流不變，F(xiàn)A不變，棒ab的加速度保持不變，開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)．5．如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌相距L=lm，金屬導(dǎo)軌的傾斜部分與水平方向的夾角為37176。＝mgsin 37176。（1）若框架固定，求導(dǎo)體棒的最大速度；（2）若框架固定，導(dǎo)體棒從靜止下滑至某一置時(shí)速度為，此過(guò)程程中共有3C的電量通過(guò)導(dǎo)體棒，求此過(guò)程回路產(chǎn)生的熱量Q；（3）若框架不固定，求當(dāng)框架剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度。7．如圖甲所示，水平放置的電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L=，左端連接R=，右端緊靠在絕緣墻壁邊，導(dǎo)軌間虛線右邊與墻壁之間的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，虛線與墻壁間的
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