2019-2020年高中物理 專題14 電磁感應功能問題.doc
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2019-2020年高中物理 專題14 電磁感應功能問題 【例1】光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖所示,拋物的方程是y=x2,下半部處在一個水平方向的勻強磁場中,磁場的上邊界是y=a的直線(圖中虛線所示),一個小金屬環(huán)從拋物線上y=b(b v0),U形框最終將與方框分離,如果從U型框和方框不再接觸開始,經過時間t方框最右側和U型框最左側距離為s,求金屬框框分離后的速度各多大? 1.答案:C 解析:下滑過程有安培力做功,機械能不守恒;ab達到穩(wěn)定速度,重力等于安培力,故C正確. 2.答案:A 解析:兩種情況下產生的總熱量,都等于金屬棒的初動能. 3.答案:D 解析:鋁環(huán)向右運動時,環(huán)內感應電流的磁場與磁鐵產生相互作用,使環(huán)做減速運動,磁鐵向右做加速運動,待相對靜止后,系統(tǒng)向右做勻速運動,由I=(m+M)v,得v=I/(m+M),即為磁鐵的最大速度,環(huán)的最小速度,其動能的最小值為m/2{I/(m+M)}2,鋁環(huán)產生的最大熱量應為系統(tǒng)機械能的最大損失量,I2/2m-I2/2(m+M)=MI2/2m(m+M). 4.答案:C 解析:這是一道選用力學規(guī)律求解電磁感應的好題目,線框做的是變加速運動,不能用運動學公式求解,那么就應想到動能定理,設線框剛進出時速度為v1和v2,則第一階段產生的熱量 ,第二階段產生的熱量Q2=mv2/2,只要能找出v1和v2的關系就能找到答案,由動量定理可得 5.答案:0.5W 解析:由題意分析知,當砝碼加速下落到速度最大時,砝碼的合外力為零,此時R得到功率最大,為mg=BImaxL ① Pmax=I2maxR② 由式①②得 Pmax=(mg/BL)2R=0.5W 6.答案:4;0.28;0.08 解析:F安=(M-m)g,轉化的內能=F安L 7.解析:(1)撤去F之前,設通過電阻R的電流為I,則金屬桿受到的安培力大小F安=BIL=F.撤去F之后,由P=I2R知,當電阻R上消耗的電功率為P/4時,通過R的電流I=I/2,則金屬桿受到的安培力F’安=BIL=F/2,方向水平向左,由牛頓第二定律得, .方向水平向左. (2)撤去F后,金屬桿在與速度方向相反的安培力作用下,做減速運動直到停下。設勻速運動時金屬桿的速度為v,則I2(R+r)=Fv,又P=I2R,解得 由能量守恒可得,撤去F后,整個電路產生的熱量 則電阻R上產生的焦耳熱 8.解析:(1)U形框向右運動時,NQ邊相當于電源,產生的感應電動勢E=Blv0,當如圖乙所示位置時,方框bd之間的電阻為 U形框連同方框構成的閉合電路的總電阻為 閉合電路的總電流為 根據歐姆定律可知,bd兩端的電勢差為:Ubd= 方框中的熱功率為: (2)在U形框向右運動的過程中,U形框和方框組成的系統(tǒng)所受外力為零,故系統(tǒng)動量守恒,設到達圖示位置時具有共同的速度v,根據動量守恒定律 根據能量守恒定律,U形框和方框組成的系統(tǒng)損失的機械能等于在這一過程中兩框架上產生的熱量,即 (3)設U形框和方框不再接觸時方框速度為v1, u形框的速度為v2:,根據動量守恒定律,有3mv=4mvI+3mv2……兩框架脫離以后分別以各自的速度做勻速運動,經過時間t方框最右側和U形框最左側距離為s,即(v2-v1)t=s聯立以上兩式,解得- 配套講稿:
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