《《電磁感應(yīng)中的圖像問題》進(jìn)階練習(xí)(一)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《電磁感應(yīng)中的圖像問題》進(jìn)階練習(xí)(一)(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、電磁感應(yīng)中的圖像問題進(jìn)階練習(xí)一、選擇題如圖所示,電阻不計、間距為的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌左端接一定值電阻質(zhì)量為、電阻為的金屬棒置于導(dǎo)軌上,受到垂直于金屬棒的水平外力的作用由靜止開始運(yùn)動,外力與金屬棒速度的關(guān)系是(、是常量),金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好金屬棒中感應(yīng)電流為, 受到的安培力大小為,電阻兩端的電壓為,感應(yīng)電流的功率為,它們隨時間變化圖象可能正確的有()如圖所示, 固定于水平面上的金屬架處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒沿框架以速度向右做勻速運(yùn)動 時,磁感應(yīng)強(qiáng)度為, 此時到達(dá)的位置使構(gòu)成一個邊長為的正方形為使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從開始,磁
2、感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化圖象為()如圖所示, 一閉合直角三角形線框以速度勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域從邊進(jìn)入磁場區(qū)開始計時,到點(diǎn)離開磁場區(qū)止的過程中,線框內(nèi)感應(yīng)電流的情況(以逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍┦侨鐖D所示中的()二、非選擇題如圖所示,兩根水平的金屬光滑平行導(dǎo)軌,其末端連接等高光滑的圓弧,其軌道半徑,圓弧段在圖中的和之間,導(dǎo)軌的間距為, 軌道的電阻不計 在軌道的頂端接有阻值為的電阻,整個裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度現(xiàn)有一根長度稍大于、 電阻不計, 質(zhì)量的金屬棒,從軌道的水平位置開始在拉力作用下,從靜止勻加速運(yùn)動到的時間,在的拉力為已知金屬棒在和之間運(yùn)動時的拉力隨時間變化的圖象如圖所示,重力加
3、速度求:()求勻加速直線運(yùn)動的加速度()金屬棒做勻加速運(yùn)動時通過金屬棒的電荷量;()勻加到后, 調(diào)節(jié)拉力使金屬棒接著沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動至處, 金屬棒從沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動至的過程中,拉力做的功兩根平行金屬導(dǎo)軌固定傾斜放置,與水平面夾角為,相距,、間接一個電阻, 在導(dǎo)軌上、兩點(diǎn)處放一根質(zhì)量的金屬棒,長,金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù) 金屬棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)間電阻 ,金屬棒被兩個垂直于導(dǎo)軌的木樁頂住而不會下滑, 如圖所示 在金屬導(dǎo)軌區(qū)域加一個垂直導(dǎo)軌斜向下的勻強(qiáng)磁場,磁場隨時間的變化關(guān)系如圖所示重力加速度(,)求:()內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大?。ǎr刻,金屬棒所受的安培力大小()在磁場變化的全過程中,
4、若金屬棒始終沒有離開木樁而上升,則圖中的最大值()通過計算在圖中畫出內(nèi)金屬棒受到的靜摩擦力隨時間的變化圖象參考答案解:設(shè)金屬棒在某一時刻速度為,由題意可知,由題意可知,感應(yīng)電動勢,環(huán)路電流,即;安培力,方向水平向左,即;兩端電壓,即;感應(yīng)電流功率,即分析金屬棒運(yùn)動情況,由力的合成和牛頓第二定律可得:,即加速度,因?yàn)榻饘侔魪撵o止出發(fā),所以,且,即,加速度方向水平向右()若,即,金屬棒水平向右做勻加速直線運(yùn)動有,說明,也即是,所以在此情況下沒有選項(xiàng)符合()若,隨增大而增大,即隨增大而增大,說明金屬棒做加速度增大的加速運(yùn)動,速度與時間呈指數(shù)增長關(guān)系,根據(jù)四個物理量與速度的關(guān)系可知選項(xiàng)符合;()若,隨
5、增大而減小,即隨增大而減小,說明金屬棒在做加速度減小的加速運(yùn)動,直到加速度減小為后金屬棒做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)四個物理量與速度關(guān)系可知選項(xiàng)符合;故選:解:當(dāng)通過閉合回路的磁通量不變,則棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,有()所以即與時間為反比例關(guān)系;則可知對應(yīng)的圖象應(yīng)為;故正確,錯誤故選:解:根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知, 線框進(jìn)入或離開磁場時, 穿過線框的磁通量發(fā)生變化, 線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場時,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故錯誤;感應(yīng)電流,線框進(jìn)入磁場時,導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度減小,感應(yīng)電流逐漸減?。痪€框離開磁場時,導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度減小,感應(yīng)電流逐漸減??;故正確,錯誤;故
6、選解:()設(shè)金屬棒勻加速運(yùn)動的加速度為,則運(yùn)動到的速度:當(dāng)金屬棒在時為研究對象,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:產(chǎn)生的電流:金屬棒所受的安培力:據(jù)牛頓第二定律得:聯(lián)立以上帶入數(shù)據(jù)解得:()據(jù)以上可知,金屬棒勻加速運(yùn)動的位移:據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:通過金屬棒的平均電流:通過金屬棒的電量: ?聯(lián)立帶入數(shù)據(jù)解得:()金屬棒在圓弧軌道的速率:運(yùn)動的時間為:產(chǎn)生的電動勢最大值:由于圓弧段導(dǎo)體棒做的是勻速圓周運(yùn)動,所以導(dǎo)體棒中產(chǎn)生正弦式電流,所以產(chǎn)生的熱量:據(jù)能量守恒可知:聯(lián)立以上解得:答:()金屬棒做勻加速運(yùn)動的加速度;()金屬棒做勻加速運(yùn)動時通過金屬棒的電荷量;()金屬棒從沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動至的過程中,拉力做的
7、功為解:()讀圖()可知:感應(yīng)電動勢為 ()感應(yīng)電流為時刻,金屬棒所受的安培力大小為()金屬棒對木樁的壓力為零,零安()()()安 最大靜摩擦力沿斜面向下,此時沿傾斜導(dǎo)軌方向上合外力為又,即最大靜摩擦力由安 代入相關(guān)數(shù)據(jù)后,得: ()一開始,木樁對金屬棒有支持力,金屬棒對導(dǎo)軌無相對運(yùn)動趨勢:靜隨著安培力安的增大,木樁對金屬棒的彈力減小,直至彈力為零滿足:安(),代入數(shù)據(jù):(),得:安繼續(xù)增大,靜從零開始增大,安()()靜,所以隨線形增大至(此時)畫出圖象如圖答:()內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小是()時刻,金屬棒所受的安培力大小是()在磁場變化的全過程中,若金屬棒始終沒有離開木樁而上升,則圖中的最大值是()畫出內(nèi)金屬棒受到的靜摩擦力隨時間的變化圖象如圖所示