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初中物理电磁学压轴题和相关例题

2026-01-24 09:39:00课外拾零749

初中物理电磁学压轴题的相关例题如下:7xF物理好资源网(原物理ok网)

题目:在光滑的水平面上,固定一个半径为R的半圆形金属导环,其轴线沿水平方向。在环上套一个质量为m的导体棒,导体棒可沿环无摩擦地滑动。导环和导体棒的电阻均为R,且环和导体棒材料相同,单位长度电阻相同。开始时,导体棒静止。现有一方向垂直于环面的匀强磁场B穿过环所在的平面,使导体棒由静止开始向右运动。若导体棒在磁场中产生的感应电动势E和感应电流I的变化规律可用下式表示:E = B(R+s)t + kt2(其中s为导体棒沿环的位移,t为时间),I = E/R + b(其中b为一正常数)。已知在时间t内导体棒沿导环运动的位移s与产生的感应电动势E的比值为常数,试求导体棒最终的运动状态。7xF物理好资源网(原物理ok网)

解析:7xF物理好资源网(原物理ok网)

1. 初始阶段:当t=0时,E=0,则有:$I = b$。7xF物理好资源网(原物理ok网)

2. 匀加速阶段:当$E \neq 0$时,由题意可知:$E = B(R + s)t + kt^{2}$,$I = E/R + b$。7xF物理好资源网(原物理ok网)

3. 导体棒做匀速运动后,感应电动势不再变化,速度不再变化,进入恒定运动阶段。7xF物理好资源网(原物理ok网)

根据上述分析,我们可以得到以下结论:7xF物理好资源网(原物理ok网)

1. 在初始阶段,导体棒做初速度为零的匀加速直线运动;7xF物理好资源网(原物理ok网)

2. 在匀加速阶段,加速度的大小与磁感应强度B、导体的位移s、时间t以及加速度的二次方成正比;7xF物理好资源网(原物理ok网)

3. 当导体棒做匀速运动后,其速度不再变化,进入恒定运动阶段。7xF物理好资源网(原物理ok网)

答案:7xF物理好资源网(原物理ok网)

根据上述分析,导体棒最终将做匀速运动。设其最终速度为v,则有:$I = E/R + b = B(R + s)/R + b$。又因为$E = B(R + s)t + kt^{2}$,所以$v = s/t + kt$。当$kt \rightarrow 0$时,v = s/t即为匀速运动的速度。因此,导体棒最终将做匀速运动。7xF物理好资源网(原物理ok网)

这道题考察了学生对电磁学知识的综合运用能力,包括磁场、感应电动势、感应电流等概念的理解和运用。同时,也考察了学生的分析问题和解决问题的能力。7xF物理好资源网(原物理ok网)

请注意,这是一个例题,可能需要根据实际情况进行修改和调整。7xF物理好资源网(原物理ok网)

电磁学压轴题相关例题:7xF物理好资源网(原物理ok网)

【例题】如图所示,一个条形磁铁从左向右穿过一个闭合线圈,已知线圈的长度为L,电阻为R,磁感应强度B随时间变化的关系式为B=kt,其中k为比例系数。求:7xF物理好资源网(原物理ok网)

(1)线圈中产生的感应电动势E的大小;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(2)通过线圈的电流I的大小随时间变化的关系式;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(3)若线圈固定不动,磁铁从线圈上方以速度v匀速穿过线圈,求线圈中产生的热量Q的大小。7xF物理好资源网(原物理ok网)

【分析】7xF物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据闭合电路欧姆定律求出电流大小;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据能量守恒定律求出线圈中产生的热量。7xF物理好资源网(原物理ok网)

【解答】7xF物理好资源网(原物理ok网)

(1)根据法拉第电磁感应定律得:$E = BL\frac{\bigtriangleup t}{\bigtriangleup t} = kBL$;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据闭合电路欧姆定律得:$I = \frac{E}{R}$;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据能量守恒定律得:$Q = \frac{1}{2}m{v^{2}}$。7xF物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)线圈中产生的感应电动势E的大小为$kBL$;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(2)通过线圈的电流I的大小随时间变化的关系式为$I = \frac{kBL}{R}$;7xF物理好资源网(原物理ok网)

(3)线圈中产生的热量Q的大小为$\frac{1}{2}m{v^{2}}$。7xF物理好资源网(原物理ok网)

初中物理电磁学压轴题和相关例题常见问题包括:7xF物理好资源网(原物理ok网)

1. 磁场对通电导线的作用力:通电导线在磁场中受到安培力(或磁力)的作用,可以解释电动机的工作原理。7xF物理好资源网(原物理ok网)

2. 电磁感应现象:当导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象称为电磁感应现象。可以解释发电机的工作原理。7xF物理好资源网(原物理ok网)

3. 磁场对运动电荷的作用:磁场对运动电荷可以施加一定的作用力,可以解释磁体吸引铁、钴、镍等金属的原因。7xF物理好资源网(原物理ok网)

4. 电流表和电压表的改装:电流表和电压表可以通过串联小量电阻的方法进行改装,使其能够测量较大的电流或电压。7xF物理好资源网(原物理ok网)

5. 电磁波的产生和传播:变化的电场可以产生磁场,变化的磁场可以产生电场。电磁波可以在真空中传播,无线电、电视、手机等都利用了电磁波。7xF物理好资源网(原物理ok网)

以下是一道初中物理电磁学压轴题的例题:7xF物理好资源网(原物理ok网)

题目:有一个长方形线圈,在匀强磁场中以一定的角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动。线圈中的电流是交变电流,线圈两端与一电阻相连。当线圈平面与磁感线平行时,线圈中的电流最大,此时电流表的示数为10A。已知线圈的电阻为1欧姆,线圈的长度为1米,线圈的横截面积为0.5平方米。求:7xF物理好资源网(原物理ok网)

1. 匀强磁场的磁感应强度大小;7xF物理好资源网(原物理ok网)

2. 当线圈平面与磁感线垂直时,电阻消耗的功率。7xF物理好资源网(原物理ok网)

解题思路:7xF物理好资源网(原物理ok网)

1. 根据法拉第电磁感应定律,可求得匀强磁场的磁感应强度大小;7xF物理好资源网(原物理ok网)

2. 根据欧姆定律和功率公式可求得电阻消耗的功率。7xF物理好资源网(原物理ok网)

答案:7xF物理好资源网(原物理ok网)

1. 根据法拉第电磁感应定律,当线圈平面与磁感线平行时,线圈中产生的电动势最大值为E=nBSω,其中n为线圈匝数,B为磁感应强度,S为线圈横截面积,ω为角速度。由于此时电流表的示数为10A,因此有I=E/R+r,其中r为电阻阻值。联立以上各式可解得B=0.4T。7xF物理好资源网(原物理ok网)

2. 当线圈平面与磁感线垂直时,电动势为零,此时电阻消耗的功率即为电流表读数的平方乘以电阻值,即P=100W。7xF物理好资源网(原物理ok网)