电磁感应解答题电磁感应综合问题在近几年的高考命题中多次出现,总体分析有以下四种题型,只要掌握每种题型的特点和解题技巧,解决电磁感应综合题时就能获得理想的结果。
电磁感应与力学的综合问题电磁感应与力学综合的问题,是历年高考的主干和重点。解决电磁感应中的力学问题,不仅要应用电磁学中的有关规律,如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等,还要应用力学中的有关规律,如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等。这类问题涉及力电的综合应用,仍是以牛顿运动定律为核心,研究运动和力的关系,对考生的分析综合能力和推理判断能力有较高的要求。例1如图1所示,间距l=03m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内,在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=04T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=03Ω、质量m1=01kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1、b2点,K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=005kg的小环。已知小环以a=6ms2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长。取g=10ms2,si
37°=06,cos37°=08。求:
图11小环所受摩擦力的大小。2Q杆所受拉力的瞬时功率。解析1设小环受到的摩擦力大小为Ff,由牛顿第二定律,有m2g-Ff=m2a代入数据,得Ff=02N2设通过K杆的电流为I1,K杆受力平衡,有Ff=B1I1l设回路总电流为I,总电阻为R总,有I=2I1
3R总=2R设Q杆下滑速度大小为v,产生的感应电动势为E,
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f有I=ER总
E=B2lvF+m1gsi
θ=B2Il拉力的瞬时功率为P=Fv
联立以上方程,代入数据得P=2W。
答案102N22W
例2如图2所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B
的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2,且L2d,线圈质量为m,电阻为R。现将线圈由静止释放,且线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h,
其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。
1求线圈刚进入磁场时的感应电流的大小;
图2
2线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场图中两虚线圈所示位置的过程做何种运动,
求出该过程的最小速度;
3求线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热r