13.(山東省師大附中2009屆高三月考卷.物理.19)如圖24所示.abcd為質(zhì)量M=2 kg的導(dǎo)軌.放在光滑絕緣的水平面上.另有一根重量m=0.6 kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導(dǎo)軌上.PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱ef(豎直立柱光滑.且固定不動(dòng)).導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中.磁場以cd為界.左側(cè)的磁場方向豎直向上.右側(cè)的磁場方向水平向右.磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小都為0.8 T.導(dǎo)軌的bc段長L=0.5 m.其電阻r=0.4Ω.金屬棒PQ的電阻 R=0.2Ω.其余電阻均可不計(jì).金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2.若在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向左.大小為F=2 N的水平拉力.設(shè)導(dǎo)軌足夠長.重力加速度g取 10 m/s2.試求:(1)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大加速度,(2)導(dǎo)軌的最大速度,(3)定性畫出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線. 圖24 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(改、湖南師大附中2011屆高三第七次月考)利用靜電計(jì),研究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,則下列哪些敘述符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果( 。

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(上海市六校2012屆高三上學(xué)期12月份聯(lián)考、江西省南昌市2012屆高三聯(lián)考、湖北省黃岡中學(xué)2012屆高三月考)如圖所示,用一根長桿和兩個(gè)定滑輪的組合裝置來提升重物M,長桿的一端放在地面上通過鉸鏈聯(lián)結(jié)形成轉(zhuǎn)軸,其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪正下方O點(diǎn)處,在桿的中點(diǎn)C處拴一細(xì)繩,通過兩個(gè)滑輪后掛上重物M,C點(diǎn)與O點(diǎn)距離為L,現(xiàn)在桿的另一端用力,使其逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),由豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)至水平(轉(zhuǎn)過了90°角).下列有關(guān)此過程的說法中正確的是(  )

A.重物M做勻速直線運(yùn)動(dòng)    B.重物M做變速直線運(yùn)動(dòng)

C.重物M的最大速度是   D.重物M的速度先減小后增大

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(陜西省長安一中2012屆高三月考)如圖所示,理想變壓器原線圈輸入交變電流i=Imsinωt,副線圈接有一電流表和負(fù)載電阻R,電流表的示數(shù)為0.10A,在t=T/4時(shí)(T為交變電流的周期),原線圈中的電流瞬時(shí)值為0.03A。由此可知該變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為(    )

A.10∶3                B.3∶10           C.10∶3          D.3∶10

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(黑龍江省哈師大附中2012屆高三上學(xué)期期中考試)如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地,靜電計(jì)所帶電量很少,可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn),F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則 (    )

A.平行板電容器的電容值將變小    B.靜電計(jì)指針張角變小  

C.帶電油滴的電勢能將減少

D.若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開再將下極板向下移動(dòng)一小段距離,則帶電油滴所受電場力不變

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(黑龍江省哈師大附中2012屆高三上學(xué)期期中考試)如圖所示,在一電場強(qiáng)度有E的勻強(qiáng)電場中放一金屬空心導(dǎo)體,圖中a、b分別為金屬導(dǎo)體內(nèi)部與空腔中的兩點(diǎn),則(    )

A.ab兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度都為零              B.a點(diǎn)電場強(qiáng)度為零,b點(diǎn)不為零

C.a點(diǎn)電場強(qiáng)度不為零,b點(diǎn)為零            D.a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度均不為零

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高考真題

1.【解析】對(duì)A選項(xiàng),靜止的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流附近產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,通過旁邊靜止的線圈不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,A被否定;穩(wěn)恒電流周圍的穩(wěn)定磁場是非勻強(qiáng)磁場,運(yùn)動(dòng)的線圈可能會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,B符合事實(shí);靜止的磁鐵周圍存在穩(wěn)定的磁場,旁邊運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,C符合;運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線上的穩(wěn)恒電流周圍產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場,即周圍磁場變化,在旁邊的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,D符合。

【答案】A

2.【解析】本題考查右手定則的應(yīng)用。根據(jù)右手定則,可判斷PQ作為電源,Q端電勢高,在PQcd回路中,電流為逆時(shí)針方向,即流過R的電流為由c到d,在電阻r的回路中,電流為順時(shí)針方向,即流過r的電流為由b到a。當(dāng)然也可以用楞次定律,通過回路的磁通量的變化判斷電流方向.所以選項(xiàng)B正確

【答案】B

3.【解析】如圖所示,設(shè)觀察方向?yàn)槊嫦虮狈剑笪饔覗|,則地磁場方向平行赤道表面向北,

若飛機(jī)由東向西飛行時(shí),由右手定則可判斷出電動(dòng)勢方向?yàn)橛缮?/p>

向下,若飛機(jī)由西向東飛行時(shí),由右手定則可判斷出電動(dòng)勢方向

為由下向上,A對(duì)B錯(cuò);沿著經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線運(yùn)動(dòng)時(shí),速

度方向平行于磁場,金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢,C錯(cuò)D對(duì)。

【答案】AD

4.【解析】在釋放的瞬間,速度為零,不受安培力的作用,只受到重力,A對(duì)。由右手定則可得,電流的方向從b到a,B錯(cuò)。當(dāng)速度為時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢為,受到的安培力為,計(jì)算可得,C對(duì)。在運(yùn)動(dòng)的過程中,是彈簧的彈性勢能、重力勢能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,D錯(cuò)。

【答案】AC

5.【解析】在x=R左側(cè),設(shè)導(dǎo)體棒與圓的交點(diǎn)和圓心的連線與x軸正方向成θ角,則導(dǎo)體棒切割有效長度L=2Rsinθ,電動(dòng)勢與有效長度成正比,故在x=R左側(cè),電動(dòng)勢與x的關(guān)系為正弦圖像關(guān)系,由對(duì)稱性可知在x=R右側(cè)與左側(cè)的圖像對(duì)稱。

【答案】A

  6.【解析】考查自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時(shí),電感L1和L2的電流均等于三個(gè)燈泡的電流,斷開電鍵K的瞬間,電感上的電流i突然減小,三個(gè)燈泡均處于回路中,故b、c燈泡由電流i逐漸減小,B、C均錯(cuò),D對(duì);原來每個(gè)電感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢均加載于燈泡a上,故燈泡a先變亮,然后逐漸變暗,A對(duì)。本題涉及到自感現(xiàn)象中的“亮一下”現(xiàn)象,平時(shí)要注意透徹理解。

【答案】AD.

7.【解析】該題利用導(dǎo)體在磁場中的切割模型綜合考查法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、物體平衡、牛頓第二定律和變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律;導(dǎo)體從靜止開始又變加速到勻加速,又由勻加速到勻速直至完成全過程,環(huán)環(huán)相扣,逐步深入,循序漸進(jìn),無不滲透著經(jīng)典物理的科學(xué)思想和方法.

(1)體棒ab從A處下落時(shí)的有效切割長度為r,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:

E1Brv1,此時(shí)等效電路的電阻為R總1==4R,所以I1==,故安培力F1=BI1L1=,由牛頓第二定律得mg-F1=ma,所以a=g-,

(2)有效切割長度為2r,所以感應(yīng)電動(dòng)勢為E2=2Brv,此時(shí)等效電路的電阻為R總2==3R,所以I2==,故安培力為F2=BI2L2=,因棒中電流大小始終不變,也就是速度不變,所以棒受力平衡,即mg=,v=,在無磁場區(qū)域棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v2-v22=2gh,所以h=-,得I22=I2=,故P2=I222R2==,

(3)由牛頓第二定律F+mg-=ma,所以F=ma-mg+

【答案】(1) a=g-   (2)   (3) F=ma-mg+

8.(1)a和b不受安培力作用,由機(jī)械能守恒可知

(2)設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入無磁場區(qū)域時(shí)的速度為,剛離開無磁場區(qū)域時(shí)的速度為

由能量守恒得:在磁場區(qū)域中,

在無磁場區(qū)域中,

解得:

(3)在無磁場區(qū)域,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且平均速度,有磁場區(qū)域,棒a受到的合力

感應(yīng)電動(dòng)勢  ,感應(yīng)電流,解得

根據(jù)牛頓第二定律,在t到時(shí)間內(nèi)

解得

【答案】(1)    

(2)      

 (3)

9.【解析】(1)改變電流方向,磁通量變化量為原來磁通量的兩倍,即2BS,代入公式計(jì)算得B=,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知電動(dòng)勢的平均值ε=。

(2)根據(jù)數(shù)據(jù)可得B與I成正比,比例常數(shù)約為0.00125,故B=kI(或0.00125I)

(3)為了得到平均電動(dòng)勢的準(zhǔn)確值,時(shí)間要盡量小,由B的計(jì)算值可看出與N和S相關(guān)聯(lián),故選擇A、B。

【答案】(1),             

(2)0.00125I(或kI)      

(3)A,B

10.【解析】正確分析線框的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是解決問題的關(guān)鍵

(1)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),做自由落體運(yùn)動(dòng),線框速度v=

所以線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv=BL

(2)此時(shí)線框中電流   I=由分壓原理可得,cd兩點(diǎn)間的電勢差U=I()=

(3)安培力     F=BIL=   根據(jù)牛頓第二定律mg-F=ma,由a=0

解得下落高度滿足    h=

【答案】(1)E=BLv=BL  (2)U=I()=   (3)

11.【解析】導(dǎo)體棒所受的安培力為:F=BIl………………① 

由題意可知,該力的大小不變,棒做勻減速運(yùn)動(dòng),因此在棒的速度從v0減小到v1的過程中,平均速度為:……………………②  

當(dāng)棒的速度為v時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為:E=Blv………………③  

棒中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為:………………④  

綜合②④式可得:………………⑤   

導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為:………………⑥   

負(fù)載電阻上消耗的熱功率為:…………⑦   

由以上三式可得:…………⑧   

  【答案】(1)    (2)

12.【解析】(1)由于列車速度與磁場平移速度不同,導(dǎo)致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化,由于電磁感應(yīng),金屬框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,該電流受到的安培力即為驅(qū)動(dòng)力。                                             

(2)為使列車獲得最大驅(qū)動(dòng)力,MN、PQ應(yīng)位于磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度同為最大值且反向的地方,這會(huì)使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大,導(dǎo)致框中電流最強(qiáng),也會(huì)使得金屬框長邊中電流受到的安培力最大。因此,d應(yīng)為的奇數(shù)倍,即

     或       ()①

(3)由于滿足第(2)問條件:則MN、PQ邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0且方向總相反,經(jīng)短暫的時(shí)間,磁場沿Ox方向平移的距離為,同時(shí),金屬框沿Ox方向移動(dòng)的距離為。  因?yàn)関0>V,所以在時(shí)間內(nèi)MN邊掃過磁場的面積

    在此時(shí)間內(nèi),MN邊左側(cè)穿過S的磁通移進(jìn)金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化

            

    同理,該時(shí)間內(nèi),PQ邊左側(cè)移出金屬框的磁通引起框內(nèi)磁通量變化

           

    故在內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化         

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小          

 根據(jù)閉合電路歐姆定律             

根據(jù)安培力公式,MN邊所受的安培力   PQ邊所受的安培力    

 根據(jù)左手定則,MN、PQ邊所受的安培力方向相同,此時(shí)列車驅(qū)動(dòng)力的大小

         聯(lián)立解得     

【答案】(1)  電流受到的安培力即為驅(qū)動(dòng)力   (2)   (3)

名校試題

1.【解析】若保持電鍵閉合,磁通量不變,感應(yīng)電流消失,所以鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落;正、負(fù)極對(duì)調(diào),同樣磁通量增加,由楞次定律,鋁環(huán)向上跳起.

【答案】CD

2.【解析】 是楞次定律可以判斷選項(xiàng)AC正確                    

【答案】AC

3.【解析】橡膠盤A在加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的磁場在不斷增加,穿過B的磁通量不斷增加,根據(jù)楞次定律可知B正確。

【答案】B

4.【解析】矩形線框向上進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí),受到向下的重力和磁場力,致使速度減小,所

以v1>v2,A正確;進(jìn)入磁場后上升階段從位置2到位置3,無磁場力,重力做負(fù)功,所以v2>v3,B錯(cuò)誤;從位置2上升至最高點(diǎn)后再返回至位置2,無磁場力,重力做功為零,所以v2=v4,C正確;下落離開磁場的過程中,受到向下的重力和向上的磁場力,兩個(gè)力大小無法確定,所以v4與v5無法比較,D錯(cuò)誤。

【答案】AC

5.【解析】當(dāng)拉力恒定時(shí),                       

 

最終以的速度做勻速運(yùn)動(dòng),則,代入的表達(dá)式中得

當(dāng)功率恒定時(shí),

最終以的速度做勻速運(yùn)動(dòng),則

代入的表達(dá)式中得

【答案】C

6.【解析】對(duì)、棒受力分析如圖所示,從能的轉(zhuǎn)化與守恒角度出發(fā),可推知外力F克服棒所受的摩擦力做功直接將其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而F克服安培阻力做的功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,其功率為P=(F-f)Va,故感應(yīng)電流做功的 功率也為,C項(xiàng)正確.本題易錯(cuò)選D,實(shí)際上它是回路的總電能的一部分。在棒上通過克服做功轉(zhuǎn)化為棒與軌道的內(nèi)能,功率.這時(shí)棒與相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)通過感應(yīng)電流而運(yùn)動(dòng),把電能通過克服做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.電能的另一部分,由電流的熱效應(yīng)轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能,電能的另一部分,由電流的熱效應(yīng)轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能,其功率為感應(yīng)電流做功的總功率減去棒上輸出的功率,即,故D項(xiàng)所指正是這部分功率而非感應(yīng)電流做功的總功率.

【答案】C

7.【解析】⑴勻速時(shí),拉力與安培力平衡,F(xiàn)=BIL

    得:                        

⑵金屬棒a切割磁感線,產(chǎn)生的電動(dòng)勢E=BLv

    回路電流  聯(lián)立得:

⑶平衡時(shí),棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ,

        得:θ=60°

【答案】(1)   (2)    (3)

8.【解析】(1)設(shè)ab棒離開磁場邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v,產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E = BLv…

電路中電流 I = ……………對(duì)ab棒,由平衡條件得 mg-BIL = 0…

解得 v =

(2) 由能量守恒定律:mg(d0 + d) = E + mv2

解得 ,

(3)設(shè)棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v0,由mgd0 = mv02,得v0 =

棒在磁場中勻速時(shí)速度為v = ,則

1 當(dāng)v0=v,即d0 = 時(shí),棒進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn) 

2 當(dāng)v0 < v,即d0 <時(shí),棒進(jìn)入磁場后做先加速后勻速直線運(yùn)動(dòng)

3 當(dāng)v0>v,即d0時(shí),棒進(jìn)入磁場后做先減速后勻速直線運(yùn)動(dòng)

【答案】(1) (2)  (3)

9.【解析】(1)勻速下降時(shí),金屬桿勻速上升,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為:

對(duì)整體有:

由以上式子解得:

(2)由(1)得:                       

圖象可知:

所以解得:

【答案】(1)     (2)

10.【解析】(1)當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大,設(shè)最大速度為vm,達(dá)到最大時(shí)則有

mgsinθ=F              F=ILB

                    其中   R=6R                                         所以      mgsinθ=        解得最大速度                                    

(2)R2上消耗的功率       其中                                        

     又                                          

解以上方程組可得

當(dāng)時(shí),R2消耗的功率最大          最大功率 

 【答案】(1)  (2)          

11.【解析】(1)在t=0至t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止,磁場變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢.電路為r與R并聯(lián),再與RL串聯(lián),電路的總電阻

=5Ω                     ①

此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢

=0.5×2×0.5V=0.5V          ②

通過小燈泡的電流為:=0.1A            ③

(2)當(dāng)棒在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí),由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢,電路為R與RL并聯(lián),再與r串聯(lián),此時(shí)電路的總電阻

=2+Ω=Ω       ④

由于燈泡中電流不變,所以燈泡的電流IL=0.1A,則流過棒的電流為

0.3A             ⑤

電動(dòng)勢                        ⑥

解得棒PQ在磁場區(qū)域中v=1m/s                                 

【答案】(1)    0.1A       (2)運(yùn)動(dòng)的速度大小v=1m/s

12.【解析】(1)ab桿向右運(yùn)動(dòng)時(shí),ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢方向?yàn)閍→b,大小為E=BLv1,…   耐桿中的感應(yīng)電流方向?yàn)閐→c.cd桿受到的安培力方向水平向右

    安培力大小為①   

解①、③兩式,ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為

(2)ab桿所受拉力F=

(3)設(shè)cd桿以v2速度向下運(yùn)動(dòng)h過程中,ab桿勻速運(yùn)動(dòng)了s距離

    整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功

   

【答案】(1)   (2)  (3)

 13.【解析】導(dǎo)軌在外力作用下向左加速運(yùn)動(dòng),由于切割磁感線,在回路中要產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)軌的bc邊及金屬棒PQ均要受到安培力作用PQ棒受到的支持力要隨電流的變化而變化,導(dǎo)軌受到PQ棒的摩擦力也要變化,因此導(dǎo)軌的加速度要發(fā)生改變.導(dǎo)軌向左切割磁感線時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢   E=BLv    ①  

感應(yīng)電流       ②  

    ③       導(dǎo)軌受到向右的安培力F 1= BIL,金屬棒PQ受到向上的安培力F2= BIL,導(dǎo)軌受到PQ棒對(duì)它的摩擦力, 

根據(jù)牛頓第二定律,有

        ④   

(1)當(dāng)剛拉動(dòng)導(dǎo)軌時(shí),v=0,由③④式可知I=0時(shí)有最大加速度am,即

m/s2  

(2)隨著導(dǎo)軌速度v增大感應(yīng)電流I增大而加速度a減小,當(dāng)a=0時(shí),導(dǎo)軌有最大速度vm,從④式可得

 

A代入③式,得             

m/s  

20080523

當(dāng)t=t1時(shí),v達(dá)到最大,I達(dá)到2.5 A,電流I隨時(shí)間t的變化圖線如圖所示所示.  

【答案】(1)  

m/s2  

(2)m/s    (3)如圖所示26所示

    <abbr id="k6goy"></abbr><abbr id="k6goy"></abbr>
    <nav id="k6goy"></nav>
    <abbr id="k6goy"><dl id="k6goy"></dl></abbr>

      20080523

      (2)棒做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng),棒到達(dá)底端時(shí)速度最大,由能量守恒定律得

         解得   m/s 

      (3)當(dāng)棒的速度為v時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢  E=Bdv 

      感應(yīng)電流   棒所受安培力F=BId   

      當(dāng)棒的速度為v=2 m/s時(shí),F=1 N     由牛頓第二定律得 

      解得棒的加速度  m/s2 

      【答案】(1)由b指向a;(2)m/s;  (3)m/s2

      考點(diǎn)預(yù)測題

      1.【解析】銅環(huán)經(jīng)過位置1時(shí),有磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流受磁場力方向向上,阻礙磁通量的增加,所以,; 經(jīng)過位置2時(shí),環(huán)中磁通量最大,磁通量變化率為零,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,只受重力mg,故a2 =g;銅環(huán)在位置3時(shí)速度大于位置1時(shí)的速度,所以經(jīng)過位置3時(shí)磁通量變化率比位置1時(shí)大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流也大,受到的磁場力也大,且該磁場力仍然是阻礙環(huán)與磁場的相對(duì)運(yùn)動(dòng),方向向上,所以a3< a1<g 。

       【答案】A、B、D.

       2.【解析】由于環(huán)中感應(yīng)電流所受安培力的方向既跟直流電流產(chǎn)生的磁場方向垂直,又跟環(huán)中感應(yīng)電流方向垂直,環(huán)各部分所受的安培力的合力應(yīng)在豎直平面上,環(huán)只可能的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),故轉(zhuǎn)動(dòng)不可能。如左右平動(dòng),不影響環(huán)垂直磁場的凈面積,也不影響穿過圓環(huán)的凈磁通。如向上平動(dòng),使凈面積增加,凈磁通增加,故向上平動(dòng)不可能。如向下平動(dòng),使凈面積減小,凈磁通減少,滿足“效果阻礙原因”。顯然不論直導(dǎo)線中電流方向如何,只要電流強(qiáng)度增大,最終環(huán)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都一樣,即向下平動(dòng)。反之如電流強(qiáng)度減小,則向上平動(dòng)。

      【答案】A.

      2.法拉第電磁感應(yīng)定律問題

      3.【解析】當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí),測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:

                               

      由歐姆定律得:            

      由上述二式可得:

      【答案】

      4.【解析】(1)設(shè)線圈向右移動(dòng)一距離ΔS,則通過線圈的磁通量變化為:,而所需時(shí)間為,  

      根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可感應(yīng)電動(dòng)勢力為V.

      (2)根據(jù)歐姆定律可得感應(yīng)電流A,     

      電功率P=IE=W          

      【答案】(1) V   (2)W

      5.【解析】0-1s內(nèi)B垂直紙面向里均勻增大,則由楞次定律及法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流,方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,排除A、C選項(xiàng);2s-3s內(nèi),B垂直紙面向外均勻增大,同理可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,排除B選項(xiàng),D正確。

      【答案】D

      6.【解析】從正方形線框下邊開始進(jìn)入到下邊完全進(jìn)入過程中,線框切割磁感線的有效長度逐漸增大,所以感應(yīng)電流也逐漸拉增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;從正方形線框下邊完全進(jìn)入至下邊剛穿出磁場邊界時(shí),切割磁感線有效長度不變,故感應(yīng)電流不變,B項(xiàng)錯(cuò);當(dāng)正方形線框下邊離開磁場,上邊未進(jìn)入磁場的過程比正方形線框上邊進(jìn)入磁場過程中,磁通量減少的稍慢,故這兩個(gè)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢不相等,感應(yīng)電流也不相等,D項(xiàng)錯(cuò),故正確選項(xiàng)為C。

           【答案】C

      7.【解析】當(dāng)滑過時(shí),其等效電路如圖所示.這時(shí)的有效切割長度為

      電阻:   

      總電流:

      由并聯(lián)分流關(guān)系可知:

      導(dǎo)線中的電流方向由.                      

      【答案】方向由.

      8.【解析】(1)棒滑過圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時(shí),MN中的電動(dòng)勢

      E1=B2a v=0.2×0.8×5=0.8V          

      等效電路如圖所示,流過燈L1的電流

      I1=E1/R=0.8/2=0.4A           

      (2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以OO′ 為軸向上翻轉(zhuǎn)90º,半圓環(huán)OL1O′中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,相當(dāng)于電源,燈L2為外電路,等效電路如圖所示,感應(yīng)電動(dòng)勢

      E2Фt=0.5×πa2×ΔBt=0.32V     ③

      L1的功率

      P1=(E­2/2)2/R=1.28×102W

      【答案】(1)  I1=E1/R=0.8/2=0.4A     (2)1.28×102W

      9.【解析】金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)從力的角度來看,就是金屬棒受到的合力為零,此時(shí)的速度也叫收尾速度.。金屬棒開始下滑的初速為零,根據(jù)牛頓第二定律

      mgsinθ-μmgcosθ=ma    、

      由①式解得a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2   ②

      (2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),速度為v,所受安培力為F,棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡

      mgsinθ-μmgcosθ-F=0     、

      此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率

      P=Fv     、

      由③,④兩式解得  、

      (3)設(shè)電路中電流為I,兩導(dǎo)軌間金屬棒長為l,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B

        、

      P=I2R   、

      由⑥,⑦兩式解得    ⑧

      磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上.

      【答案】(1)4m/s2  (2)     (3)

      10.【解析】求解本題的關(guān)鍵是把直線方程和圖線的數(shù)據(jù)相結(jié)合綜合解決問題,正確的解題思路是當(dāng)導(dǎo)體棒勻速時(shí),合力為零,而金屬桿受拉力、安培力和阻力作用,利用平衡關(guān)系,可以建立直線方程,通過圖線的數(shù)據(jù),就可以解決問題.

      (1)桿最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),外力必然與安培力相等,而沒有達(dá)到勻速之前,安培力隨電流的增大而增大,因而合力越來越小,所以加速度也越來越小,加速度越來越小的加速直線運(yùn)動(dòng)

      (2)感應(yīng)電動(dòng)勢  E=Blv,感應(yīng)電流    安培力 

      由圖線可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用,勻速時(shí),合力為零,    所以 由圖線可以得到直線的斜率 k=2,而 ,即:T

      (3)由圖線的直線方程: 可知直線的截距為  m/s

      所以可以求出金屬桿所受到的阻力f,代入數(shù)據(jù)可得:f =2N

      若金屬桿受到的阻力僅為滑動(dòng)摩擦力,由截距可求得動(dòng)摩擦因數(shù)

      【答案】(1 加速度越來越小的加速直線運(yùn)動(dòng)(2) 1T         (3)

      11.【解析】導(dǎo)體棒以初速度υ0做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,回路中的感應(yīng)電流使導(dǎo)體棒受到安培力的作用?安培力做功使系統(tǒng)機(jī)械能減少,最終將全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.由平衡條件知,棒最終靜止時(shí),彈簧的彈力為零,即此時(shí)彈簧處于初始的原長狀態(tài).

      (1)初始時(shí)刻棒中感應(yīng)電動(dòng)勢E=Lv0B    、   

      棒中感應(yīng)電流    、                            

      作用于棒上的安培力F=ILB    、

      聯(lián)立①②③,得,安培力方向:水平向左

      (2)由功和能的關(guān)系,得安培力做功

      電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱

      (3)由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件等,可判斷:棒最終靜止于初始位置

      【答案】(1)         (2)            (3)

      12.【解析】由題意可知線框在磁場中一直是作變速直線運(yùn)動(dòng)。所以對(duì)整個(gè)過程只能由能的觀點(diǎn)求解.

      (1)若線框在下落階段能勻速地進(jìn)入磁場,則線框在進(jìn)入磁場的過程中受力平衡,則據(jù)平衡條件可知線框在進(jìn)入磁場瞬間有:,解得:                      

      (2)線框從離開磁場至上升到最高點(diǎn)過程中據(jù)動(dòng)能定理有:  ①

      線框從最高點(diǎn)回落至進(jìn)入磁場前瞬間的過程據(jù)動(dòng)能定理有:  ②

      聯(lián)立①②可解得:,代入可得:

      (3)設(shè)線框進(jìn)入磁場的速度為v0,則線框在向上通過磁場過程中要克服重力、空氣阻力及安培力做功,而克服安培力做功的量即是此過程中產(chǎn)生電能的量,也即是產(chǎn)生的熱量Q,根據(jù)能量守恒定律有:,又由題可知

      解得:Q=

      【答案】(1)    (2)      (3)

      13.【解析】(1)中判斷P、Q的電勢高低時(shí),可以假設(shè)PQ是閉合電路的一部分,根據(jù)右手定則可得電流從Q流向P,因?yàn)镻Q相當(dāng)于是電源,在電源內(nèi)部電流從低電勢流向高電勢,故P點(diǎn)電勢高; P、Q兩點(diǎn)電勢差UPQ=BlvP

         (2)纜索電流

      同步練習(xí)冊(cè)答案