20xx人教版高中物理選修一第四章電磁感應(yīng)基礎(chǔ)訓(xùn)練(已改無錯(cuò)字)
2023-01-10 20:09:06 本頁面
【正文】 E3R，導(dǎo)體棒滑動(dòng)時(shí)受到 安培力 F＝ BIL＝ B2L2v3R ，整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為 (B2L2v3R ＋μmgcos θ)v， B錯(cuò)；由于 R1＝ R2＝ 2R，棒的電阻也為 2R，當(dāng)上滑的速度為 v時(shí)，定值電阻R2消耗的電功率為 P，則定值電阻 R1消耗的電功率也為 P，此時(shí)導(dǎo)體棒 ab消耗的電功率應(yīng)該為 4P，整個(gè)電路消耗的電功率為 6P，即安培力做功的功率為 6P，所以導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為 F＝ 6Pv， C對(duì)、 D錯(cuò)。 答案： C 二、計(jì)算題 (本題共 3小題，共 37分。解答過程應(yīng)寫出必要的文字說明、 方程式和重要的演算步驟 ) 10． (10分 )(2021天津高考 )如圖 11 所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距 l＝ m，左端接有阻值 R＝ Ω的電阻，一質(zhì)量 m＝ kg，電阻 r＝ Ω的金屬棒 MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ 圖 11 T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以 a＝ 2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移 x＝ 9 m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn) 生的焦耳熱比 Q1∶ Q2＝ 2∶ 1。導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求： (1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻 R 的電荷量 q； (2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2。 解析： (1)設(shè)棒勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 Δt，回路的磁通量變化量為 ΔΦ，回路中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E ，由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E ＝ ΔΦΔt ① 其中 ΔΦ＝ Blx ② 設(shè)回路中的平均電流為 I ，由閉合電 路的歐姆定律得 I ＝ER＋ r ③ 則通過電阻 R的電荷量為 q＝ I Δt ④ 聯(lián)立 ①②③④ 式，代入數(shù)據(jù)得 q＝ C ⑤ (2)設(shè)撤去外力時(shí)棒的速度為 v，對(duì)棒的勻加速運(yùn)動(dòng)過程，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 v2＝ 2ax ⑥ 設(shè)棒在撤去外力后的運(yùn)動(dòng)過程中安培力做功為 W，由動(dòng)能定理得 W＝ 0－ 12mv2 ⑦ 撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2＝－ W ⑧ 聯(lián)立 ⑥⑦⑧ 式，代入數(shù)據(jù)得 Q2＝
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