高考物理备考之法拉第电磁感应定律压轴突破训练∶培优篇及详细答案.pdfVIP

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2020-08-04 发布于河北
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高考物理备考之法拉第电磁感应定律压轴突破训练∶培优篇及详细答案.pdf

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一、法拉第电磁感应定律 1．如图甲所示，两根足够长的水平放置的平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，间距为 L，导轨间电阻为 R。PQ 右侧区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B； PQ 左侧区域两导轨间有一面积为 S 的圆形磁场区，该区域内磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向，图象中 B 0 和 t 0 都为已知量。一根电阻为 r 、质量为 m 的导体棒置于导轨上， 0? t0 时间内导体棒在水平外力作用下处于静止状态， t 0 时刻立即撤掉外力，同时给导体棒瞬时冲量，此后导体棒向右做匀速直线运动，且始终与导轨保持良好接触。求： (1)0~t0 时间内导体棒 ab 所受水平外力的大小及方向 (2)t0 时刻给导体棒的瞬时冲量的大小 BB SL mB S 0 0 【答案】(1) F = 水平向左 (2) t0 R r BLt 0 【解析】【详解】 (1) 由法拉第电磁感应定律得： BS B S 0 E1 t t t0 所以此时回路中的电流为： E B S 1 0 I R r t0 R r 根据右手螺旋定则知电流方向为 a 到 b. 因为导体棒在水平外力作用下处于静止状态，故外力等于此时的安培力，即： BB SL 0 F = F =BIL 安 t0 R r 由左手定则知安培力方向向右，故水平外力方向向左 . (2)导体棒做匀速直线运动，切割磁感线产生电动势为： E BLv 2 由题意知： E E 1 2 所以联立解得： B S 0 v BLt 0 所以根据动量定理知 t 0 时刻给导体棒的瞬时冲量的大小为：