高三物理(第02期)好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題10 電磁感應(yīng)(含解析)
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專題10 電磁感應(yīng)?) A.在t0時(shí)刻導(dǎo)體棒ab中無感應(yīng)電流 B.在t0時(shí)刻導(dǎo)體棒ab所受安培力方向水平向左 C.在0~t0時(shí)間內(nèi)回路電流方向是acdba D.在0~t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒ab始終靜止 【答案】C 【解析】 考點(diǎn):導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢、閉合電路的歐姆定律 【名師點(diǎn)睛】本題只要楞次定律的第二種表達(dá)掌握好了,本題可以直接利用楞次定律的“來拒去留”進(jìn)行判斷,要注意時(shí)安培力為0。 2.【貴州省遵義航天高級中學(xué)2017屆高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合】如圖甲所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個(gè)平行板電容器C和電阻R,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好,整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?,MN始終保持靜止,則0~t2時(shí)間( ) A.電容器C的電荷量大小始終沒變 B.電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電 C.MN所受安培力的大小始終沒變 D.MN所受安培力的方向先向右后向左 【答案】AD 【解析】 考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律,楞次定律,左手定則 3.【河南省洛陽市第一高級中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域.如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下,通入圖示方向的流I,C、D兩側(cè)面會形成電勢差,該電勢差可以反映磁感應(yīng)強(qiáng)度B的強(qiáng)弱,則下列說法中正確的是( ) A.若元件的載流子是正離子,則C側(cè)面電勢高于D側(cè)面電勢 B.若元件的載流子是自由電子,則D側(cè)面電勢高于C側(cè)面電勢 C.在測地球北極上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí),元件的工作面應(yīng)保持水平 D.在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí),元件的工作面應(yīng)保持水平 【答案】ABC 【解析】 試題分析:若元件的載流子是正離子,由左手定則可知,正離子受到的洛倫茲力方向向C側(cè)面偏,則C側(cè)面的電勢高于D側(cè)面的電勢,故A正確;若元件的載流子是自由電子,由左手定則可知,電子受到的洛倫茲力方向向C側(cè)面偏,則D側(cè)面的電勢高于C側(cè)面的電勢,故B正確;在測定地球兩極上方地磁場強(qiáng)弱時(shí),應(yīng)將元件的工作面保持水平,讓磁場垂直通過,故C正確;地球赤道上方的地磁場方向水平,在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí),元件的工作面應(yīng)保持豎直.故D錯(cuò)誤. 考點(diǎn):考查了霍爾效應(yīng) 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道霍爾效應(yīng)的原理,知道帶電粒子受到電場力和洛倫茲力平衡,注意電子與正離子的電性不同,導(dǎo)致洛倫茲力方向不同. 4.【河南省洛陽市第一高級中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】)如圖所示為安檢門原理圖,左邊門框中有一通電線圈,右邊門框中有一接收線圈.工作過程中某段時(shí)間通電線圈中存在順時(shí)針方向均勻增大的電流,則( ) A.無金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B.無金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流增大 C.有金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 D.有金屬片通過時(shí),接收線圈中的感應(yīng)電流大小發(fā)生變化 【答案】D 【解析】 考點(diǎn):自感現(xiàn)象 【名師點(diǎn)睛】當(dāng)左側(cè)線圈中通有不斷增大的順時(shí)針方向的電流時(shí),周圍的磁場發(fā)生變化,即通過右側(cè)線圈的磁通量發(fā)生變化,根據(jù)楞次定律結(jié)合右手螺旋定則判斷出右側(cè)線圈中感應(yīng)電流的方向,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律判斷感應(yīng)電流的大小 5.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質(zhì)量檢查理科綜合】)如圖(a)所示,半徑為r的帶缺口剛性金屬圓環(huán)固定在水平面內(nèi),缺口兩端引出兩根導(dǎo)線,與電阻R構(gòu)成閉合回路。若圓環(huán)內(nèi)加一垂直于紙面變化的磁場,變化規(guī)律如圖(b)所示。規(guī)定磁場方向垂直紙面向里為正,不計(jì)金屬圓環(huán)的電阻。以下說法正確的是 A.0-1s內(nèi),流過電阻R的電流方向?yàn)閍→b B.1-2s內(nèi),回路中的電流逐漸減小 C.2-3s內(nèi),穿過金屬圓環(huán)的磁通量在減小 D.t=2s時(shí),Uab= 【答案】D 【解析】 考點(diǎn):考查了楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】注意磁通量變化量的方向,先判斷穿過線圈的磁通量的變化情況,然后后根據(jù)楞次定律判斷電流方向,此時(shí)線圈相當(dāng)于一個(gè)電源,一定要注意這個(gè)電源有沒有內(nèi)阻 6.【黑龍江省大慶中學(xué)2016屆高三上學(xué)期期末考試】)如圖所示,一U 形金屬導(dǎo)軌豎直倒置,相距為 L,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直.一阻值為R、長度為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放.導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后速度減小,最終速度穩(wěn)定時(shí)離磁場上邊緣的距離為H.導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動到速度剛穩(wěn)定的整個(gè)運(yùn)動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.下列說法正確的是 A. 整個(gè)運(yùn)動過程中回路的最大電流為 B.整個(gè)運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為 C.整個(gè)運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒克服安培力所做的功為mgH D.整個(gè)運(yùn)動過程中回路電流的功率為 【答案】AB 【解析】 設(shè)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動的速度為v.則有:, 解得: 設(shè)整個(gè)運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q. 根據(jù)能量守恒定律得:Q=mg(H+h)-mv2 可解得: 根據(jù)功能關(guān)系可知:導(dǎo)體棒克服安培力所做的功等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱,也為.故C錯(cuò)誤,B正確.導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時(shí)電流為: 此時(shí)回路電流的功率為:. 由于導(dǎo)體棒先做減速運(yùn)動,I減小,P減小,故D錯(cuò)誤.故選AB. 考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律;能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】本題分析導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況是解題的基礎(chǔ),熟練推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式,正確分析功能關(guān)系,再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力等等電磁學(xué)常用的規(guī)律求解。 7.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期周練】如圖所示,在邊長為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其方向垂直紙面向外,一個(gè)邊長也為a的單匝正方形導(dǎo)線框架EFGH正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合,導(dǎo)線框的電阻為R.現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置,則在這時(shí)間內(nèi):( ) E F G H A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)镋→F→G→H→E B.平均感應(yīng)電動勢大小等于 C.平均感應(yīng)電動勢大小等于 D.通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量為 【答案】BD 【解析】 故選BD. 考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律;楞次定律 【名師點(diǎn)睛】此題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律以及楞次定律的應(yīng)用;對于感應(yīng)電流方向的判斷要按照步驟解決.結(jié)合幾何關(guān)系能夠找出有效面積的變化。 8.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】如圖所示,一面積為S,電阻為R的N匝矩形線圈處于一個(gè)交變的磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律為B=B0sinωt.下列說法正確的是( ) A.線框中會產(chǎn)生交變電流 B.在t=時(shí)刻,線框中感應(yīng)電流達(dá)到最大值 C.從t=0到t=這一過程中通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量為 D.若只增大變化磁場的頻率,則線框中感應(yīng)電流的頻率也將增加,但電流的有效值不變 【答案】AB 【解析】 考點(diǎn):交流電;法拉第電磁感應(yīng)定律 【名師點(diǎn)睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,學(xué)會如何求解橫截面積的電荷量,注意橫截面積的電荷量還與線圈的匝數(shù)有關(guān),同時(shí)掌握最大值與頻率有關(guān),以及有效值與最大值的關(guān)系。 9.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測試】如圖所示電路中,電源電動勢為E(內(nèi)阻不可忽略),線圈L的電阻不計(jì).以下判斷正確的是 A.閉合S穩(wěn)定后,電容器兩端電壓為E B.閉合S穩(wěn)定后,電容器的a極板帶負(fù)電 C.?dāng)嚅_S的瞬間,通過R1的電流方向向右 D.?dāng)嚅_S的瞬間,通過R2的電流方向向右 【答案】BC 【解析】 試題分析:閉合S穩(wěn)定后,L相當(dāng)于一段導(dǎo)線,被短路,所以C兩端的電壓等于兩端的電壓,故A錯(cuò)誤;由圖知b板帶正電,故B正確;斷開S的瞬間,L相當(dāng)于電源,與組成回路,電流方向自左向右,故C正確;斷開S的瞬間,中無電流通過;故D錯(cuò)誤; 考點(diǎn):考查了電感電容對交流電的阻礙作用 【名師點(diǎn)睛】在分析此類型題目時(shí),一定要注意線圈的特點(diǎn),如果是理想線圈,則阻抗很大,類似與斷路,阻抗消失后,電阻為零,類似一條導(dǎo)線,另外需要注意在開關(guān)閉合時(shí),線圈和誰串聯(lián),則影響誰,在開關(guān)斷開時(shí),線圈和誰能組成閉合回路,則影響誰, 10.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次(5月)統(tǒng)一練習(xí)理科綜合】著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):一塊水平放置的絕緣體圓盤可繞過其中心的豎直軸自由轉(zhuǎn)動,在圓盤的中部有一個(gè)線圈,圓盤的邊緣固定著一圈帶負(fù)電的金屬小球,如圖4所示。當(dāng)線圈接通直流電源后,線圈中的電流方向如圖中箭頭所示,圓盤會發(fā)生轉(zhuǎn)動。幾位同學(xué)對這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋和猜測,你認(rèn)為合理的是 圖4 線圈 帶電金屬小球 I A.接通電源后,線圈產(chǎn)生磁場,帶電小球受到洛倫茲力,從而導(dǎo)致圓盤沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(從上向下看) B.接通電源后,線圈產(chǎn)生磁場,帶電小球受到洛倫茲力,從而導(dǎo)致圓盤沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(從上向下看) C.接通電源的瞬間,線圈產(chǎn)生變化的磁場,從而產(chǎn)生電場,導(dǎo)致圓盤沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(從上向下看) D.接通電源的瞬間,線圈產(chǎn)生變化的磁場,從而產(chǎn)生電場,導(dǎo)致圓盤沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(從上向下看) 【答案】C 【解析】 考點(diǎn):楞次定律;洛倫茲力 11.【北京市昌平區(qū)2016屆高三第二次(5月)統(tǒng)一練習(xí)理科綜合】電動自行車是一種應(yīng)用廣泛的交通工具,其速度控制是通過轉(zhuǎn)動右把手實(shí)現(xiàn)的,這種轉(zhuǎn)動把手稱“霍爾轉(zhuǎn)把”,屬于傳感器非接觸控制。轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等,截面如圖5(甲)。開啟電源時(shí),在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓,形成電流,如圖5(乙)。隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動,其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動,霍爾器件能輸出控制車速的電壓,已知電壓與車速關(guān)系如圖5(丙)。以下關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把”敘述正確的是 A.為提高控制的靈敏度,永久磁鐵的上、下端分別為N、S 極 B.按圖甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動電動車的右把手,車速將變快 C.圖乙中從霍爾器件的左右側(cè)面輸出控制車速的霍爾電壓 D.若霍爾器件的上下面之間所加電壓正負(fù)極性對調(diào),將影響車速控制 【答案】B 【解析】 考點(diǎn):霍爾效應(yīng) 二、非選擇題 1.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測試】如圖所示,光滑的金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌平面與水平面成α角,導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻.質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導(dǎo)軌上,彈簧勁度系數(shù)為k,上端固定,彈簧與導(dǎo)軌平面平行,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)給桿一沿導(dǎo)軌向下的初速度v0,桿向下運(yùn)動至速度為零后,再沿導(dǎo)軌平面向上運(yùn)動達(dá)最大速度v1,然后減速為零,再沿導(dǎo)軌平面向下運(yùn)動,一直往復(fù)運(yùn)動到靜止(金屬細(xì)桿的電阻為 r,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)).試求: (1)細(xì)桿獲得初速度的瞬間,通過R的電流大?。? (2)當(dāng)桿速度為v1時(shí),離最初靜止位置的距離L1; (3)桿由v0開始運(yùn)動直到最后靜止,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q. 【答案】(1)(2)(3) 【解析】 考點(diǎn):考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動 【名師點(diǎn)睛】本題是導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上滑動的類型,分析桿的狀態(tài),確定其受力情況是關(guān)鍵.綜合性較強(qiáng). 2.【福建省泉州市2016屆高三第二次(5月)質(zhì)量檢查】如圖甲所示,兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定,每根導(dǎo)軌均由兩段與水平成θ=30的長直導(dǎo)軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成,導(dǎo)軌兩端均連接電阻,阻值R1=R2=2Ω,導(dǎo)軌間距L=0.6m。在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直斜面向上的磁場,磁場上下邊界M1P1、M2P2的距離d=0.2m,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻,在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s=0.1m處,有一根阻值r=2Ω的從屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放,恰好獨(dú)立勻速通過整個(gè)磁場區(qū)域,取重力加速度g=10m/s2,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求: (1)ab在磁場中運(yùn)動的速度大小v; (2)在t1=0.1s時(shí)刻和t2=0.25s時(shí)刻電阻R1的電功率之比; (3)電阻R2產(chǎn)生的總熱量Q總。 【答案】(1)1m/s(2)4:1(3)0.01 J 【解析】 由圖乙可知,t=0.2s后磁場保持不變,ab經(jīng)過磁場的時(shí)間 故在t2=0.25 s時(shí)ab還在磁場中運(yùn)動,電動勢E2=BLv=0.6V 此時(shí)R1與R2并聯(lián),R總=3Ω,得R1兩端電壓U1′=0.2V 電功率,故在t1=0.1 s和t2=0.25 s時(shí)刻電阻R1的電功率比值 (3)設(shè)ab的質(zhì)量為m,ab在磁場中運(yùn)動時(shí),通過ab的電流 ab受到的安培力FA=BIL 又mgsinθ= BIL 解得m=0.024kg 在t=0~0.2s時(shí)間里,R2兩端的電壓U2=0.2V,產(chǎn)生的熱量 ab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運(yùn)動,到M2P2處的速度為零,由功能關(guān)系可得在t=0.2s后,整個(gè)電路最終產(chǎn)生的熱量Q=mgdsinθ+mv2=0.036J 由電路關(guān)系可得R2產(chǎn)生的熱量Q2=Q=0.006J 故R2產(chǎn)生的總熱量Q總= Q1+ Q2=0.01 J 考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】本題是法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律以及能量守恒定律等知識的綜合應(yīng)用,關(guān)鍵要搞清電路的連接方式及能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,明確感應(yīng)電動勢既與電路知識有關(guān),又與電磁感應(yīng)有關(guān). 3.【河南省洛陽市第一高級中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】)如圖甲所示,在水平面上固定寬為L=1m、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌,左端接有R=0.5Ω的定值電阻,在垂直導(dǎo)軌且距導(dǎo)軌左端 d=2.5m處有阻值 r=0.5?、質(zhì)量 m=2kg 的光滑導(dǎo)體棒,導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì).磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.第1s內(nèi)導(dǎo)體棒在拉力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài).1s后,拉力F保持與第1s末相同,導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中,拉力F做功為W=11.25J.求: (1)第1s末感應(yīng)電流的大?。? (2)第1s末拉力的大小及方向; (3)1s后導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱. 【答案】(1)2A(2)1.6N(3)2.5J 【解析】 (3)1s后導(dǎo)體棒做變加速直線運(yùn)動,當(dāng)受力平衡速度達(dá)最大B=0.8T 則由電磁感應(yīng)定律:,最終勻速運(yùn)動時(shí):F=BIL代入數(shù)據(jù)得:I=2A, 代入數(shù)據(jù)得: 根據(jù)能量守恒定律: R 代入數(shù)據(jù)得:, 聯(lián)立解得: 考點(diǎn):導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動 【名師點(diǎn)睛】本題考查了切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢以及感生產(chǎn)生電動勢,關(guān)鍵掌握產(chǎn)生電動勢的公式,結(jié)合閉合電路歐姆定律和共點(diǎn)力平衡以及能量守恒定律進(jìn)行求解. 4.【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹中學(xué)、高安中學(xué)等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】(8分)如圖甲所示,一足夠長阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L=0.5m,NQ兩端連接阻值R=2.0Ω的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=300。一質(zhì)量m=0.40kg,阻值r=1.0Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M=0.80kg的重物相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖乙所示,已知金屬棒在0~0.3s內(nèi)通過的電量是0.3~0.6s內(nèi)通過電量的,=10m/s2,求: (1)0~0.3s內(nèi)棒通過的位移; (2)金屬棒在0~0.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。 【答案】(1)0.3m(2)1.05J 【解析】 (2)金屬棒在0~0.6s內(nèi)通過的總位移為,代入解得x=0.75m 根據(jù)能量守恒定律 = 代入解得Q=3.15J 由于金屬棒與電阻R串聯(lián),電流相等,根據(jù)焦耳定律,得到它們產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,所以金屬棒在0~0.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量 考點(diǎn):能量守恒定律;法拉第電磁感應(yīng)定律 5.【湖南省長沙市長郡中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第二次周測】如圖所示,兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為30的斜面上,導(dǎo)軌寬度為L,導(dǎo)軌下端接有電阻R,兩導(dǎo)軌間存在一方向垂直于斜面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,輕繩一端平行于斜面系在質(zhì)量為m的金屬棒上,另一端通過定滑輪豎直懸吊質(zhì)量為的小木塊。第一次經(jīng)金屬棒從PQ位置由靜止釋放,發(fā)現(xiàn)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑,第二次去掉輕繩,讓金屬棒從PQ位置由靜止釋放。已知兩次下滑過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好,且在金屬棒下滑至底端MN前,都已經(jīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都忽略不計(jì),已知,(h為PQ位置與MN位置的高度差)。求: (1)金屬棒兩次運(yùn)動到MN時(shí)的速度大小之比; (2)金屬棒兩次運(yùn)動到MN過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量之比。 【答案】(1) (2) 【解析】 試題分析:(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時(shí),根據(jù)平衡條件得: 第一種情況有:、 第二種情況有: 又由題 .聯(lián)立以上三式得: 考點(diǎn):導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動勢、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。 【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合應(yīng)用,關(guān)鍵是安培力的分析和計(jì)算,它是聯(lián)系力學(xué)與電磁感應(yīng)的橋梁。 6.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期周練】如圖,絕緣光滑斜面傾角θ=370,在區(qū)域I內(nèi)有垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場,區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,寬度均為d=0.4m,MN為兩磁場的分界線.質(zhì)量為0.06kg的矩形線框abcd,邊長分別為L=0.6m和d=0.4m,置于斜面上端某處,ab邊與磁場邊界、斜面底邊平行.由靜止釋放線框,線框沿斜面下滑,恰好勻速進(jìn)入?yún)^(qū)域I,已知線框的總電阻R=0.5Ω. (1)求ab邊在區(qū)域I內(nèi)運(yùn)動時(shí),線框的速度v0的大?。? (2)求當(dāng)ab邊剛進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí),線框的發(fā)熱功率P; (3)將ab邊進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ時(shí)記為t=0時(shí)刻,為使線框此后能以大小為0.4m/s2方向沿斜面向上的加速度做勻變速運(yùn)動,需在線框上施加一沿斜面方向的外力,求t=0時(shí)的外力F; (4)請定性畫出(3)的情景中,t=0之后外力F隨時(shí)間t變化的圖像. 【答案】(1)(2)(3)(4)如圖所示; 【解析】 (4)線框減速到零所需時(shí)間: 下行距離- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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