热门试卷

解：(1)导体ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小：E=BLv=0.40×0.50×4.0 V=0.80 V ①

(2)导体ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路电流：A=4.0 A ②

导体ab所受的安培力：F=BIL=0.40×4.0×0.50 N=0.80 N ③

由于ab匀速运动，所以水平拉力：F'=F=0.80 N ④

(3)R上的焦耳热功率：P=I2R=4.02×0.20 W=3.2 W ⑤

（1）

（2）

（3）

（1）设导体棒质量为m，恰好通过圆弧轨道最高处时，有（3分）

得                                                （2分）

（2）导体棒从边界到最高处过程中，由机械能守恒定律得：

                               （3分）

解得：                                     （2分）

（3）导体棒匀速通过磁场区域历时                          （2分）

产生的感应电动势  属于正弦交流电（1分）

电流的最大值为                （2分）

电流的有效值为                  （2分）

导体棒增加的内能              （2分）

(1)垂直于斜面向上(2) (3)

试题分析：（1）通过cd棒的电流方向: d→c                           …………（1分）

区域I内磁场方向: 为垂直于斜面向上                    …………（1分）

（2）对cd棒，F安=BIL=mgsinθ，

所以通过cd棒的电流大小                 …………（2分）

当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率:

P=I2R=                              …………（2分）

由能量守恒，  

               …………（4分）

（3）ab棒在到达区域II前做匀加速直线运动，a==gsinθ

cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域II前、后，回路中产生的感应电动势不变，

则ab棒在区域II中一定做匀速直线运动，可得;

    所以  ……（2分）

ab棒在区域II中做匀速直线运动的速度

ab棒在区域II中运动的时间t2==   …………（1分）

ab棒从开始下滑至EF的总时间t=tx+t2=2 …………（1分）

     …………（2分）

点评：解决这类问题的关键是弄清电路结构，正确分析电路中的电流以及安培力的变化情况．

略

(1) Q=mgd=0.50J  (2) v=2m/s   ⑶a=4.1m/s2

⑴由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同，由能量守恒Q=mgd=0.50J

⑵3位置时线圈速度一定最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有

v02-v2=2g(d-l)，得v=2m/s

⑶2到3是减速过程，因此安培力减小，由F-mg=ma知加速度减小，到3位置时加速度最小，a=4.1m/s2

(1) Q-R-F   (2)  (3)  (4)

试题分析：（1）电阻R中的感应电流方向为Q-R-F（2分）

(2)对金属棒：受力分析如图

式中：（2分）

所以：     （2分）  ①

（3）设电路中产生的总焦耳热为Q,则有能量守恒关系得：

减少的重力势能等于增加的动能和焦耳热Q

即：  （2分） ②

所以：电阻R中产生的焦耳热QR为

（2分）

(4)金属杆中恰好不产生感应电流

即磁通量不变（2分）

（2分）

式中：

又：（2分）

则磁感应强度B怎样随时间t变化为 （2分）

（1）（2）（3）

试题分析：（1）金属杆达到匀速运动时，受绳子拉力F、金属杆的重力mg、向下的安培力FA。

则：        

安培力     感应电流

感应 电动势  所以 

（2）由（1）可得v-M的函数关系式

结合图线可知，斜率 

所以，

故：=  

（3）由能量关系，可得R上产生的焦耳热为：

将v代入可得： 

或者： 

点评：本题是电磁感应中能量问题，容易产生的错误是把整个回路产生的热量Q当成金属棒产生的热量．

（1）2.5m/s（2）2.5W

【错解分析】错解一：

（1）ab导体下滑过程中受到重力G和框架的支持力N，如图。

根据牛顿第二定律ΣF=ma

mgsinα= ma

a = gsinα

导体的初速度为V0=0，导体做匀加速直线运动，由运动学公式

v＝v0＋at=5t

随着t的增大，导体的速度v增大vm→∞

由ε=BLv可知

当vm→∞，电功率P→∞

错解二：

当导体所受合力为零时，导体速度达到最大值。

（1）导体ab受G和框架的支持力N，而做加速运动

由牛顿第二定律

mgsin30°= ma

a = gsin30°

但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA。

随着速度v的增加，加速度a逐渐减小。当a＝0时，速度v有最大值

分析导体ab下滑过程中物理量变化的因果关系是求ab导体下滑最大速度的关键。

错解一：正是由于对电磁现象规律和力与运动的关系理解不够，错误地分析出ab导体在下滑过程中做匀加速运动。实际上，导体ab只要有速度，就会产生感应电动势，感应电流在磁场中受到安培力的作用。安培力随速度的增加而增大，且安培力的方向与速度方向相反，导体做加速度逐渐减小的变加速直线运动。

错解二：的分析过程是正确的，但是把导体下滑时产生的电动势写错了公式，ε=BLvsin30°中30°是错误的。ε=BLvsinθ中的θ角应为磁感强度B与速度v的夹角。本题中θ=90°。

【正解】（1）导体ab受G和框架的支持力N，而做加速运动由牛顿第二定律

mgsin30°= ma

a = gsin30°= 5（m/s2）

但是导体从静止开始运动后，就会产生感应电动势，回路中就会有感应电流，感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA

随着速度v的增加，加速度a逐渐减小。当a=0时，速度v有最大值

（2）在导体ab的速度达到最大值时，电阻上释放的电功率

【点评】物理解题训练同学们的思维能力。本题要求同学从多角度来看问题。从加速度产生的角度看问题。由于导体运动切割磁感线发生电磁感应产生感应电流，感应电流的受力使得导体所受的合力发生改变，进而使导体的加速度发生变化，直到加速度为零。从能量转化和守恒的角度看：当重力做功使导体的动能增加的同时，导体又要切割磁感线发生电磁感应将动能转化为内能。直至重力做功全部转化为回路的内能。