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高二物理专题练习电磁感应规律综合应用(含例题解答).docx

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高二物理专题练习电磁感应规律综合应用(含例题解答).docx

上传人:泰山小桥流水 2024/4/17 文件大小:116 KB

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)电磁感觉规律的综合应用常州二中【基础知识归纳】与本章知识有关的综合题主要表现在以下几方面:,解决这类电磁感觉中的电路问题,一方面要考虑电磁学中的有关规律如右手定则、法拉第电磁感觉定律等;另一方面还要考虑电路中的有关规律,如欧姆定律、串并联电路的性质等,,感觉电流又要碰到安培力的作用,因此,电磁感觉问题又经常和力学问题联系在一起,解决电磁感觉中的力学问题,一方面要考虑电磁学中的有关规律;另一方面还要考虑力学中的有关规律,要将电磁学和力学的知识综合起来应用.【方法解析】,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感觉电动势,;、感觉电流、两端电压、电流做功、电阻发热等问题;作为一个力学对象有受力、加速度、动能、能量及其变化等问题;,状态变化过程中变量比很多,要点是能抓住状态变化过程中变量“变”的特点和规律,从而确定状态变化过程中的临界点,求解时注意从动量、能量的见解出发,运用相应的规律进行解析和解答.【典型例题精讲】[例1]以下列图,圆滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面,当ab棒下滑到牢固状态时,小灯泡获得的功率为P0,除灯泡外,其他电阻不计,要使牢固状态灯泡的功率变为2P0,【解析】解答这类问题的基本思路是:先求出灯泡功率P与其他量的关系式,,受重力mg、支持力FN和安培力F=,(匀速运动)所受合外力为零,则有mgsinθ===m2g2Rsin2θ/,依照上式谈论可得,题目所给的四个选项只有C是正确的.【思虑】(1)试解析在棒下滑的整个过程中,不同样形式的能量是如何转变的?(2)此题的答案与磁场的方向可否有关?【思虑提示】(1)棒加速下滑时,它减小的重力势能一部分转变为电能,电能又转变为内能,,减小的重力势能所有转变为电能,电能又转变为内能.(2)答案与磁场方向没关(只要导线下滑时切割磁感线即可).【设计妄图】经过本例说明电磁感觉过程中能量的转变关系,并说明利用能量转变见解解析电高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)磁感觉过程的方法.[例2]以下列图,两根相距d=,固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的感觉强度B=,组成矩形回路,每根金属细杆的电阻r=,,沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v=.高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)(1)求作用于每根金属细杆的拉力的大小;(2)求两金属杆在间距增加L=.【解析】,等效电路以下列图,即两杆可以等效为两个串通的同样的电源(E0).依照能量转变和守恒定律,当杆匀速运动时,两拉力(F)的机械总功率等于闭合电路的热功率,即P=2Fv=(2E0)2(2Bdv)22r2r因此,每根金属杆碰到的拉力大小为B2d2v-2F=r=×10N在两金属杆增加距离L的过程中,产生的热量就等于两拉力所做的功,即Q=2FL/2=FL=×10-2J【设计妄图】经过本例说明电磁感觉规律与电路知识和力学知识综合问题的解析方法.[例3]一个质量m==,金属框放在表面是绝缘且圆滑的斜面顶端,自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段界线与斜面底边BB’平行、宽度为d的匀2象如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问:2(2)匀强磁场的磁感强度多大?金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?(3)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上,使金属框从斜面底端BB’静止开始沿斜面向上运动,匀速经过磁场所区后到达斜面顶端。试计算恒力F做功的最小值。高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)【解析】⑴此题的要点信息隐含在图像中,只有读懂两副图,才可以掌握运动过程。从S=0到S=,由公式v2=2as,得该段图线斜率a=5m/s2,依照牛顿第二定律mgsinθ=mav216k2a10a51,s16sin30g102从线框下边进磁场到上边出磁场,均做匀速运动(看图得出)∴,dSL1m2⑵线框经过磁场时,216,v14m/s,此时F安mgsinv1BLBLv1mgsin(1分)1mgRsin特分RBv1(1)Lt1v14a5t22d2v141at32,S3米,S3v1t3t32t=t1+t2+t3=++=⑶在未入磁场时F-mgsinθ=ma2进入磁场F=mgsinθ+F安,∴F安=ma2BLBLvmv2,(1分)R2S1mR∴最小功WFF安2dmg(S1S2S3)sinB2L2v2dmg(S1S2S3)sin焦(2分)R【设计妄图】经过本例使学生知道如何从图像中提取要点信息,并结合线框的受力和运动情况进行求解,以及电磁感觉问题与力学综合问题的解析方法.[例4]有一种磁性加热装置,其要点部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根间距相等的平行金属条组成,成“鼠笼”状,如图12—3—,电阻为R,金属环的直径为D、,磁场的宽度恰好等于“鼠笼”′转动时,向来有一根金属条在垂直切割磁感线.“鼠笼”的转动由一台电动机带动,这套设备的效率为η,(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)【解析】处于磁场中的金属条切割磁感线的线速度为v=2ω高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)D产生的感觉电动势为E=Blv=2Blω经过切割磁感线的金属条的电流为I=E(n1)BlDR2nRR1磁场中导体碰到的安培力为F=BIl战胜安培力做功的功率为P安=Fv=1FD2电动机输出的机械功率为P=P安/η联立以上各式解出(n1)B2l22D2P=4nR[例5]磁悬浮列车的原理以下列图,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等间距的匀强磁场B1,B2,导轨上有金属框abcd,金属框的面积与每个独立磁场的面积相等,当匀强磁场B1,B2同时以v沿直线导轨向右运动时,金属框也会沿直线导轨运动,设直导轨间距为L=,B1=B2=1T,磁场运动速度为v=5m/s,金属框的电阻为R=2欧姆。试求:1)若金属框不受阻力时,金属框如何运动?2)当金属框向来碰到f=1N的阻力时,金属框最大速度是多少?3)当金属框向来碰到1N的阻力时,要使金属框保持最大速度,每秒钟需要耗资多少能量?这些能量是谁供应的?B1B2bacd解:(1)此题的难点在于存在交变磁场。第一解析ac和bd边产生的感觉电动势,由于磁场方向相反,且线圈相对于磁场向左运动,因此,在如图地址的电动势方向同样(逆时针),依照左手定则,ac和bd边碰到的安培力都向右。因此金属框做变加速运动,最后做匀速直线运动。(2)当金属框碰到阻力,最后做匀速直线运动时,阻力与线框碰到的安培力平衡。设此时金属框相对于磁场的速度为v相f2BIl22Blv相BlRfR12==v0v相=5-=高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)3)要使金属框保持最大速度,必定给系统补充能量:一方面,线框内部要产生焦耳热;另一方面,由于碰到阻力,摩擦生热。设每秒钟耗资的能量为E,这些能量都是由磁场谁供应。高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)由于摩擦每秒钟产生的热量为Q1:Q1fsfv地t=11=每秒钟内产生的焦耳热为Q2:=Q2IRt()Rt()2R2因此QQ1Q25J这些能量都是由磁场谁供应。【增强训练】,虚线框abcd内为一矩形匀强磁场所区,ab=2bc,磁场方向垂直于纸面;实线框a′b′c′d′是一正方形导线框,a′b′,以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功,W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功,====4W1、U形金属导轨,,ABCD是固定的水平放置的足够长场中,在导轨上放一金属棒ab,给ab一个水平向右的冲量,使它以初速度v0运动起来,最后静止在导轨上,,、铝、铁做成三根同样长度的直导线,分别放在电阻可以忽略不计的圆滑水平导轨AB、CD上,以下列图,使导线与导轨保持垂直,设竖直方向的匀强磁场垂直于导轨平面,且充满导轨所在空间,尔后用外力使导线向右做匀速直线运动,且每次外力耗资的功率均同样,则高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)①铜导线运动速度最大②铁导线运动速度最大③三根导线上产生的感觉电动势同样④在相等的时间内,它们产生的热量相等以上判断正确的选项是A.①④C.③④B.②④③高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答),一个由金属导轨组成的回路,竖直放在宽广的水平匀强磁场中,磁场垂直于该回路所在的平面,方向向外,AC导体可紧贴圆滑竖直导轨自由上下滑动,导轨足够长,回路总电阻R高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)保持不变,当AC由静止释放后高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)①导体AC的加速度将达到一个与阻值R成反比的极限值②导体AC的速度将达到一个与R成正比的极限值③回路中的电流将达到一个与R成反比的极限值④回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值以上判断正确的选项是A.①③B.②④C.①④D.②③高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答),矩形线圈一边长为d,另一边长为a,电阻为R,当它以速度v匀速穿过宽度为L、磁感觉强度为B的匀强磁场过程中:若L高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)<d,产生的电能为______,若L>d,(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答),两根固定在水平面上的圆滑的平行金属导轨,相距为d,一端接有阻值为阻,在导轨上放一金属直杆,金属杆与电阻相距L,金属杆用一根水平细线经过定滑轮跟重为重物相连,金属杆上作用一个水平力F,,磁感觉强度的大小随时间增大的规律为B=kt,为了使金属杆在导轨上保持静止,求水平力F(以向左为正方向)随时间变化的规律.R的电G的高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答),足够长的圆滑金属框竖直放置,框宽l=,框的电阻不计,匀强磁场磁感觉强度B=1T,方向与框面垂直,金属棒MN的质量为100g,,从释放到达到最大速度的过程中经过棒某一横截面的电量为2C,求此过程中回路产生的电高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)能.(空气阻力不计,g=10m/s2)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答),电动机牵引一根原来静止的长L为1m、,、竖直放置的框架上,,,电压表、电流表的读数分别为7V、,不计框架电阻及所有摩擦,g取10m/s2,求:1)棒能达到的牢固速度?2)棒从静止到达到牢固速度所需的时间?,以下列图,抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上界线是y=a的直线(图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y=b(b>a),金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是多少?高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答),圆滑平行导轨仅其水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,一根质量为2m的金属杆cd静止在水平轨道上,另一根质量为m的金属杆ab从斜轨道上高为h处由静止开始下滑,运动中两根杆向来与轨道垂直且接触优异,,在两根金属杆与导电轨道组成的回路中所产生的热量是多少?参照答案:=G-.(1)2m/s(2)(b-)+(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)高二物理专题练****电磁感觉规律综合应用(含例题解答)