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解:(1)安培力F=BIL.I=.由題意得v=v0-.所以F==-.成線性關(guān)系. (2)開始運(yùn)動(dòng)瞬間x=0.F0=.停止運(yùn)動(dòng)時(shí)v’=0.F’=0. (3)安培力與位移成線性關(guān)系.所以安培力做的功與平均力做的功相等.即W=xm=xm.由v’=v0-=0.得xm=.所以W==mv02=DEk.命題得證. (4)根據(jù)能量守恒DE=DEk=mv02 電磁感應(yīng)與能量 要點(diǎn)分析 電磁感應(yīng)中的綜合性問題最典型的就是滑軌類問題.其中涉及到電磁感應(yīng)能的綜合應(yīng)用.是考查學(xué)生綜合分析問題能力并提升區(qū)分度的主要題型之一.本部分主要以選擇題.計(jì)算題的形式對學(xué)生進(jìn)行考查. 從能量轉(zhuǎn)化的角度來看.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是通過克服磁場力做功.把機(jī)械能或其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能.把握好能量守恒的觀點(diǎn).是解決此類問題的基本方法.在分析過程中考生務(wù)必分析清楚安培力做功的實(shí)質(zhì)及其所引起的能量轉(zhuǎn)化過程. 考生經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤是對基本概念的理解不清晰.如對安培力做功.引起什么能轉(zhuǎn)化成什么能搞不清楚. 典型例題 例1.如圖甲所示.空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.方向垂直紙面向外.a(chǎn)bcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框.總電阻為R.線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過程中.線框ab.cd兩邊始終與磁場邊界平行.線框剛進(jìn)入磁場的位置x=0.x軸沿水平方向向右.求: (1)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí).ab兩端的電勢差.并指明哪端電勢高, (2)線框穿過磁場的過程中.線框中產(chǎn)生的焦耳熱, (3)在下面的乙圖中.畫出ab兩端電勢差U0隨距離變化的圖象.其中U0=BLv0. 例2.如圖(a)所示.光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi).間距為L.導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻.質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì).且接觸良好.在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.開始時(shí).導(dǎo)體棒靜止于磁場區(qū)域的右端.當(dāng)磁場以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí).導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng).同時(shí)受到水平向左.大小為f的恒定阻力.并很快達(dá)到恒定速度.此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi). (1)求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定運(yùn)度v2, (2)為使導(dǎo)體棒能隨磁場運(yùn)動(dòng).阻力最大不能超過多少? (3)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí).單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大? (4)若t=0時(shí)磁場由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng).經(jīng)過較短時(shí)間后.導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng).其v-t關(guān)系如圖(b)所示.已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為vt.求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小. 例3.如圖所示.平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角.導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連.勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.有一導(dǎo)體棒ab.質(zhì)量為m.導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等.與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng).當(dāng)上滑的速度為v時(shí).受到安培力的大小為F.此時(shí) ( ) A.電阻R1消耗的熱功率為Fv/3 B.電阻R2消耗的熱功率為Fv/6 C.整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為μmgvcosθ D.整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為(F+μmgcosθ)v 例4.在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中.水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈.規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖1所示.當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖2變化時(shí).能正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢E變化的是 ( ) 針對訓(xùn)練 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖所示,導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上,圓環(huán)通過電刷與導(dǎo)線c、d相接.c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比n1n2=10∶1的變壓器的原線圈兩端,變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,導(dǎo)體棒ab長為l(電阻不計(jì)),繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).如果滑動(dòng)變阻器的阻值為R時(shí),通過電流表的電流為I,則(  )

A.滑動(dòng)變阻器上消耗的功率為P=10I2R

B.變壓器原線圈兩端的電壓U1=10IR

C.取ab在環(huán)的最低端時(shí)t=0,則導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是iIsin(ωt)A

D.ab沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力FBil

 

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如圖所示,導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上,圓環(huán)通過電刷與導(dǎo)線c、d相接.c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比n1n2=10∶1的變壓器的原線圈兩端,變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,導(dǎo)體棒ab長為l(電阻不計(jì)),繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).如果滑動(dòng)變阻器的阻值為R時(shí),通過電流表的電流為I,則(  )

A.滑動(dòng)變阻器上消耗的功率為P=10I2R

B.變壓器原線圈兩端的電壓U1=10IR

C.取ab在環(huán)的最低端時(shí)t=0,則導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是iIsin(ωt)A

D.ab沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力FBil

 

 

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如圖10-2-4所示,導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、半徑相等的金屬圓環(huán)上,圓環(huán)通過電刷與導(dǎo)線c、d相接.c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比n1n2=10∶1的變壓器原線圈兩端,變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,導(dǎo)體棒ab長為l(電阻不計(jì)),繞與ab平行的水平軸(也是兩圓環(huán)的中心軸)OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).如果滑動(dòng)變阻器的阻值為R時(shí),通過電流表的電流為I,則(  ).

圖10-2-4

A.滑動(dòng)變阻器上消耗的功率為P=10I2R

B.變壓器原線圈兩端的電壓U1=10IR

C.取ab在環(huán)的最低端時(shí)t=0,則導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的表達(dá)式是iIsin ωt

D.ab沿環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的最大安培力FBIl

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如圖所示,一段導(dǎo)線處于勻強(qiáng)磁場中的長度為l(垂直磁場方向且直線穿過磁場),AB是邊界上的截面。設(shè)t時(shí)間內(nèi)有n個(gè)電荷(每個(gè)電荷的電量為q)進(jìn)入A,同時(shí)有n個(gè)電荷從B流出,則該導(dǎo)線上的電流強(qiáng)度I_______。安培力FIlB______。電荷定向流動(dòng)的速度v,則單個(gè)電荷所受的洛侖茲力f________。

 

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如圖所示,某閉合電路中有一根總長為2 L的彎曲硬導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場中,已知abbcL,abbc間夾角為90°,電流方向?yàn)?/FONT>abc,電流強(qiáng)度為I.勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則此彎曲硬導(dǎo)線受到的安培力F________,方向?yàn)?/FONT>________

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