高考物理試卷物理穩(wěn)恒電流題分類匯編.docx

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1、高考物理試卷物理穩(wěn)恒電流題分類匯編一、穩(wěn)恒電流專項訓(xùn)練1．如圖10所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，相距為L1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B1的勻強磁場中．一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運動．質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于傾斜角θ=30°的光滑絕緣斜面上(ad∥MN，bc∥FG，ab∥MG,dc∥FN)，兩頂點a、d通過細(xì)軟導(dǎo)線與導(dǎo)軌P、Q相連，磁感應(yīng)強度大小為B2的勻強磁場垂直斜面向下，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、d點的作用力．（1）通

2、過ad邊的電流Iad是多大？（2）導(dǎo)體桿ef的運動速度v是多大？3mg3mgr【答案】(1)(2)8B1B2dL8B2L【解析】試題分析：(1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有Iab＝3I①41②Idc＝I4金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mg＝B2ab22dc2IL＋BIL③由①～③，解得Iab3mg④＝4B2L2mg(2)由(1)可得I＝B2L2⑤設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E，有E＝B11Lv⑥設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則R＝3r⑦4根據(jù)閉合電路

3、歐姆定律，有I＝E⑧R3mgr由⑤～⑧，解得v＝4B1B2L1L2⑨考點：受力分析，安培力，感應(yīng)電動勢，歐姆定律等．2．（18分）如圖所示，金屬導(dǎo)軌水平面夾角為α，N、Q連線與MNMNC和垂直，PQD，MN與PQ平行且間距為L，所在平面與M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導(dǎo)軌NC和QD在同一水平面內(nèi)，與NQ的夾角都為銳角θ。均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m，長均為L，ab棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重合；ef棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ（μ較?。?，由導(dǎo)軌上的小立柱1和2阻擋而靜止?？臻g有方向豎直的勻強

4、磁場（圖中未畫出）。兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計所有導(dǎo)軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，重力加速度為g。（1）若磁感應(yīng)強度大小為B，給ab棒一個垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平導(dǎo)軌上沿運動方向滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過程ef棒上產(chǎn)生的熱量；（2）在（1）問過程中，ab棒滑行距離為d，求通過ab棒某橫截面的電荷量；（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導(dǎo)軌上向右勻速運動，并在NQ位置時取走小立柱1和2，且運動過程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強磁場的

5、磁感應(yīng)強度及此磁場下ab棒運動的最大距離。【答案】（1）Qef＝；（2）q＝；（3）Bm＝，方向豎直向上或豎直向下均可，xm＝【解析】解：（1）設(shè)ab棒的初動能為Ek，ef棒和電阻R在此過程產(chǎn)生熱量分別為Q和Q1，有Q+Q1=Ek①且Q=Q1②由題意Ek=③得Q=④（2）設(shè)在題設(shè)的過程中，ab棒滑行的時間為△t，掃過的導(dǎo)軌間的面積為△S，通過△S的磁通量為△Φ，ab棒產(chǎn)生的電動勢為E，ab棒中的電流為I，通過ab棒某截面的電荷量為q，則E=⑤且△Φ=B△S⑥電流I=⑦又有I=⑧由圖所示，△S=d（L﹣dcotθ）⑨聯(lián)立⑤～⑨，解得：q=（10

6、）（3）ab棒滑行距離為x時，ab棒在導(dǎo)軌間的棒長Lx為：Lx=L﹣2xcotθ（11）此時，ab棒產(chǎn)生的電動勢Ex為：E=Bv2Lx（12）流過ef棒的電流Ixx（13）為I=ef棒所受安培力F為F=BIL（14）xxx聯(lián)立（11）～（14），解得：Fx=（15）有（15）式可得，F(xiàn)x在x=0和B為最大值m時有最大值1．BF由題意知，ab棒所受安培力方向必水平向左，ef棒所受安培力方向必水平向右，使F1為最大值的受力分析如圖所示，圖中fm為最大靜摩擦力，有：Fcosα=mgsinα（+mgcosμα+Fsinα）（16）11聯(lián)立（15）（1

7、6），得：Bm=（17）Bm就是題目所求最強磁場的磁感應(yīng)強度大小，該磁場方向可豎直向上，也可豎直向下．有（15）式可知，B為Bm時，F(xiàn)x隨x增大而減小，x為最大xm時，F(xiàn)x為最小值，如圖可知F2cosα++（μmgcosα+F2sinα）=mgsinα（18）聯(lián)立（15）（17）（18），得xm=答：（1）ef棒上產(chǎn)生的熱量為；（2）通過ab棒某橫截面的電量為．（3）此狀態(tài)下最強磁場的磁感應(yīng)強度是，磁場下ab棒運動的最大距離是．【點評】本題是對法拉第電磁感應(yīng)定律的考查，解決本題的關(guān)鍵是分析清楚棒的受力的情況，找出磁感應(yīng)強度的關(guān)系式是本題的重點

8、．3．守恒定律是自然界中某種物理量的值恒定不變的規(guī)律，它為我們解決許多實際問題提供了依據(jù)．在物理學(xué)中這樣的守恒定律有很多，例如：電荷守恒定律、質(zhì)量守恒定律、能量守恒