例题4.如图所示.MN.PQ为平行光滑导轨.其电阻忽略不计.与地面成30°角固定.N.Q间接一电阻R′=10Ω.M.P端与电池组和开关组成回路.电动势E=6V.内阻r=1.0Ω.导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场.现将一条质量m=10g.电阻R=10 Ω的金属导线置于导轨上.并保持导线ab水平.已知导轨间距L=0.1m.当开关S接通后导线ab恰静止不动. (1)试计算磁感应强度的大小. (2)若某时刻将电键S断开.求导线ab能达到的最大速度. 本题简介:本题是一道电磁感应综合题.涉及直流电路的分析与计算.安培力.平衡条件.牛顿运动定律等较多知识点.全面考查考生的分析综合能力.试题情景较复杂.能力要求较高.在近年来高考中出现的频率较高. 解析:(1)导线ab两端电压 V=5V.导线ab中的电流A .导线ab受力如图所示.由平衡条件得 .解得.代入数值得B =1T. (2)电键S断开后.导线ab开始加速下滑.当速度为v时.产生的感应电动势为.导线ab中的感应电流A.导线ab受的安培阻力.当导线ab达到最大速度时..代入数值解得m/s. 答案:(1)B =1T (2)m/s 反思:解决本题的关键是.将电磁感应问题与电路的分析与计算问题结合起来.先弄清电路结构.由导线ab平衡.求出磁感应强度B.再对电键断开后ab导线做动态分析.由平衡条件求出最终的速度. 例题5.如图所示.(a)是某人设计的一种振动发电装置.它的结构是一个半径为r=0.1 m的有20匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中.磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布[其右视图如图(b)].在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T.线圈的电阻为2Ω.它的引出线接有8Ω的电珠L.外力推动线圈的P端.作往复运动.便有电流通过电珠.当线圈向右的位移随时间变化的规律如图所示时(x取向右为正): (1)试画出感应电流随时间变化的图象. (2)求每一次推动线圈运动过程中的作用力. (3)求该发电机的功率. 本题简介:本题以实际问题为背景.考查考生分析综合能力.还原物理图象.应用数学知识解决物理问题等多项能力.涉及的考点有:法拉第电磁感应定律.右手定则.运动学规律.安培力.功功率等.情景比较复杂.难度较大.是区分考生能力的良好载体.近年来高考总要设置一定数量的实际应用题.借以考查考生理论联系实际的能力.电磁感应则是一个很好的切入点. 解析:(1)从图可以看出.线圈往返的每次运动都是匀速直线运动.其速度为.线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势.感应电流 .由右手定则可得.当线圈沿x正方向运动时.产生的感应电流在图(a)中是向下经过电珠L的.故可得到如图所示的电流随时间变化的图象. (2)由于线圈每次运动都是匀速直线运动.所以每次运动过程中推力必须等于安培力. . (3)发电机的输出功率即灯的电功率.所以. 答案:0.5N (3)0.32W. 反思:电磁感应问题一般会涉及立体空间图的分析.要求考生空间立体感到强.并能正确转化为平面图.解决本题的关键是.分析出线圈往返的每次运动都是匀速直线运动.先求出其切割磁感线运动的速度.进而求出感应电动势和感应电流. 例题:将一个矩形金属线框折成直角框架abcdefa.置于倾角为α=37°的斜面上.ab边与斜面的底线MN平行.如图所示.m.线框总电阻为R=0.02Ω.ab边的质量为m= 0.01 kg.其余各边的质量均忽略不计.框架可绕过c.f点的固定轴自由转动.现从t=0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的.范围足够大的匀强磁场.磁感应强度与时间的关系为B= 0.5t T.磁场方向与cdef面垂直.(cos37°=0.8.sin37°=0.6) (1)求线框中感应电流的大小.并在ab段导线上画出感应电流的方向, (2)t为何值时框架的ab边对斜面的压力为零? 本题简介:本题涉及到法拉第电磁感应定律.楞次定律.安培力.左手定则平衡条件等较多知识.是一道综合性题. 解析: 该题是一个在三维空间展开的电磁感应综合问题.因此空间的几何关系分析是解决这类问题的关键. (1)由题设条件可得:V.所以感应电流A.根据楞次定律可判断.感应电流的方向从a→b. (2)ab边所受的安培力为.方向垂直于斜面向上.当框架的ab边对斜面的压力为零时.由平衡条件得.由以上各式并代入数据得:t=0.8s. 答案:t=0.8s 反思:本题情景比较复杂.考查考生物理学科知识的同时.考查考生空间想象能力和应用数学知识解决问题的能力.涉及到空间几何关系的这类具有典型空间特征的电磁感应综合问题.应引起同学们足够的重视. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2012?南通二模)(选修模块3-4)
如图所示,等腰直角三角形ABC为一个三棱镜的截面,折射率为n(n>1.5),直角边AB的长为a.一束很细的单色光从AB中点垂直入射,光在真空中的传播速度为c,则该单色光通过三棱镜的时间为多少?

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如图所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为0.5m,导轨左端连接一个2Ω的电阻R,将一根质量为0.2Kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻r大小为1Ω,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感强度为2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F,并保持拉力的功率恒为3W,使棒从静止开始向右运动.已知从金属棒开始运动直至达到稳定速度的过程中电流通过电阻R做的功为2.4J.试解答以下问题:
(1)请定性说明金属棒在达到稳定速度前的运动情况是怎样的?
(2)金属棒达到的稳定速度是多少?
(3)金属棒从开始运动直至达到稳定速度所需的时间是多少?
(4)金属棒从开始运动直至达到稳定速度的过程中所产生的平均感应电动势可在什么数值范围内取值?

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如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd距离NQ为s=1m.试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度和速度各如何变化?
(2)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?
(3)金属棒达到的稳定速度是多大?
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)?

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如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度B0=1T,将一根质量为m=0.04kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,已知cd距离NQ为s=2m.试解答下列问题:
(1)请定性说明金属棒在到达稳定速度前的加速度和速度各如何变化?
(2)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?
(3)金属棒达到的稳定速度多大?
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度应B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)?.

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精英家教网如图所示,MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板(左侧有挡板),整个空间有平行于平板向右、场强为E=2N/C的匀强电场,在板上C点的左侧有一个垂直于纸面向外、磁感应强度为B=1T的匀强磁场,一个质量为m=4×10-3kg、带负电的小物块,带电量q=10-2C,从C点由静止开始向左先做加速运动再做匀速运动.当物体碰到左端挡板后被弹回,若在碰撞瞬间将电场改为竖直向下,大小不变.小物块返回时在磁场中恰做匀速运动,已知平板MC部分的长度为L=5m,物块与平板间的动摩擦因数为μ=0.2,求:
(1)小物块向左运动过程中克服摩擦力做的功Wf
(2)小物块与左端挡板碰撞过程损失的机械能△E;
(3)小物块从与 左挡板碰后到最终静止所用时间t;
(4)整个过程中由于摩擦产生的热量Q.

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