福建省龙岩市长汀市第一中学2018-2019学年高二下学期第一次月考物理试卷附答案解析

(2)由数学知识求得回路的总长,得到总电阻,可由闭合电路欧姆定律求解感应电流的大小.

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(3)金属棒匀速运动时,外力的功率等于回路总的电功率,由功率公式P=IR求解.

【详解】(1)MN匀速运动,则经过时间t导线离开O点的长度:x=vt; MN切割磁感线的有效长度是 L=vt?tan45°=vt.

t时刻回路中导线MN产生的感应电动势为:E=BLv=Bv2t; (2)回路的总电阻为:R=(2vt+感应电流的大小为:

vt)r

(3)由上式分析可知,回路中产生的感应电流不变.金属棒匀速运动时,外力的功率等于回路总的电功率,

2则外力瞬时功率的表达式为:P=IR=

【点睛】本题的关键要理解“有效”二字,要注意回路中有效电动势和总电阻都随时间增大,实际感应电流并没有变化.

17.如图所示,两平行导轨间距L=1.0 m,倾斜轨道光滑且足够长,与水平面的夹角θ=30°,水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接。倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度B=2.5 T,水平轨道处没有磁场。金属棒ab质量m=0.5 kg,电阻r=2.0 Ω,运动中与导轨有良好接触,并且垂直于导轨。电阻R=8.0 Ω,其余电阻不计。当金属棒从斜面上离地高度h=3.0 m处由静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离x =1.25 m,而且

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发现金属棒从更高处静止释放,金属棒在水平轨道上滑行的距离不变。取g=10 m/s。求:

(1)从高度h=3.0 m处由静止释放后,金属棒滑到斜面底端时的速度大小; (2)水平轨道的动摩擦因数μ;

(3)从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q = 2.0 C, 求该过程中电阻R上产生的热量。【答案】(1)v=4.0 m/s (2) μ=0.64 (3) QR=12.8 J。 【解析】

(1)由题意知,金属棒从离地高h=3.0 m以上任何地方由静止释放后,在到达水平面之前均已经开始匀速运动,设最大速度为v,则感应电动势E=BLv 感应电流I=安培力F=BIL

匀速运动时,有mgsin θ=F 解得v=4.0 m/s

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(2)在水平轨道上运动时,金属棒所受滑动摩擦力Ff=μmg 金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动,有 Ff=ma v2=2ax 解得μ=0.64 (3)下滑的过程中 q=

得:H=4.0 m>h 由动能定理可得: mgH-W=mv2

安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热,有 Q=W=16 J

电阻R上产生的热量:QR=解得QR=12.8 J.

点睛:对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解.

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