1、高中物理穩(wěn)恒電流真題匯編一、穩(wěn)恒電流專項訓練.對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。如圖所示：一段橫截面積為S長為l的金屬電阻絲，單位體積內(nèi)有n個自由電子，每一個電子電量為 e。該電阻絲通有恒定電流時，兩端的電勢 差為U,假設(shè)自由電子定向移動的速率均為v。(1)求導線中的電流I;(2)有人說 導線中電流做功，實質(zhì)上就是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功 這種說法是否正確，通過計算說明。(3)為了更好地描述某個小區(qū)域的電流分布情況，物理學家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時間內(nèi)通過單位面積的電量。若已知該導線中的電

2、流密度為j ,導線的電阻率為，試證明：j 。 l【答案】(1) I neSv； (2)正確，說明見解析；(3)證明見解析【解析】【詳解】(1)電流的定義式I 在t時間內(nèi)，流過橫截面的電荷量Q nSvte因此I neSv(2)這種說法正確。在電路中，導線中電流做功為：W UIt在導線中，恒定電場的場強E 導體中全部自由電荷為 q nSlel導線中的恒定電場對自由電荷力做的功：W qEvt q vt nSel vt nSevUtll又因為I neSv,貝UW UIt故 導線中電流做功，實質(zhì)上就是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功”是正確的。(3)由歐姆定律：U IR由電阻定律：R - S則U

3、I L則有：U -Sl S電流密度的定義：j - St SU .故一j l. 一電路如圖所示，電源電動勢E=28v,內(nèi)阻r=2Q,電阻R1=4Q, R2=8Q, R3=4Q, C為平行板電容器，其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等，極板長L=0.20m,兩極板的間距d=i.0 x -2m.(1)閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，求電容器所帶的電荷量為多少？(2)當開關(guān)S閉合后，有一未知的、待研究的帶電粒子沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入MN的電場中，已知該帶電粒子剛好從極板的右側(cè)下邊緣穿出電場，求該帶電粒子的 比荷q/m (不計粒子的重力，M、N板之間的電場看作勻強電場，g=10m/s2)【答

4、案】(1) 4.8 1011c (2) 6.25 10 4C/kg【解析】【分析】 【詳解】、一，一, E28(1)閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，電路的電流： I A 2A；R, R2 r 4 8 2電容器兩端電壓：U Ur2 IR2 2 8V 16V；電容器帶電量：Q CUR2 3.0 10 12 16C 4.8 1011c(2)粒子在電場中做類平拋運動，則： L v0t1 Uq 2d t2 dm聯(lián)立解得q 6.25 10 4C/kg m.如圖1所示，用電動勢為 E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動變阻器 R供電.改變變阻器 R的 阻值，路端電壓 U與電流I均隨之變化.(1)以U為縱坐標，I為橫坐標，在圖2中畫出

5、變阻器阻值 R變化過程中U-I圖像的示意 圖，并說明U-I圖像與兩坐標軸交點的物理意義.a.請在圖2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此 時電源的輸出功率；b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件.電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、(3)請寫出電源電動勢定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明 外電路電勢降落之和.電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、圖象與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流圖象與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流(2) a如圖所示：4r(3)4r(3)見解析【解析】(1) UH(1) UH圖像如圖所示,其中圖像與縱軸交點

6、的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流(2) a.其中圖像與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流(2) a.如圖所示b.電源輸出的電功率:2E 2P I2R ()2b.電源輸出的電功率:2E 2P I2R ()2RR r當外電路電阻R=r時,電源輸出的電功率最大,E22r2rRPnax =4rE 叫/靜電力(3)電動勢定義式:根據(jù)能量守恒定律，在圖1所示電路中，非靜電力做功W產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱，即 22 _W I rt I Rt Irq IRqIE Ir IR U 內(nèi) U 外 本題答案是：(1) UH圖像如圖所示,I其中圖像與縱軸交點的坐

7、標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流(2) a.(2) a.如圖所示當外電路電阻R=r時，電源輸出的電功率最大，為Pmax = 4rE U內(nèi)U外R=r時,輸出R=r時,輸出4.超導現(xiàn)象是20世紀人類重大發(fā)現(xiàn)之一，日前我國己研制出世界傳輸電流最大的高溫超 導電纜并成功示范運行.(1 )超導體在溫度特別低時電阻可以降到幾乎為零，這種性質(zhì)可以通過實驗研究.將一個 閉合超導金屬圈環(huán)水平放置在勻強磁場中，磁感線垂直于圈環(huán)平面向上，逐漸降低溫度使 環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導態(tài)的轉(zhuǎn)變后突然撤去磁場，若此后環(huán)中的電流不隨時間變化.則表 明其電阻為零.請指出自上往下看環(huán)中電流方向，并說明理由.(2)為探究該

8、圓環(huán)在超導狀態(tài)的電阻率上限p ,研究人員測得撤去磁場后環(huán)中電流為I ,并經(jīng)一年以上的時間t未檢測出電流變化.實際上儀器只能檢測出大于的電流變化， 其中1 I,當電流的變化小于時，儀器檢測不出電流的變化，研究人員便認為電 流沒有變化.設(shè)環(huán)的橫截面積為S,環(huán)中定向移動電子的平均速率為v,電子質(zhì)量為 n電荷量為e.試用上述給出的各物理量，推導出 p的表達式.(3)若仍使用上述測量儀器，實驗持續(xù)時間依舊為t .為使實驗獲得的該圓環(huán)在超導狀態(tài)的電阻率上限p的準確程度更高，請?zhí)岢瞿愕慕ㄗh，并簡要說明實現(xiàn)方法.mvSAIP =【答案】(1)見解析(2)eti (3)見解析【解析】(1)逆時針方向。原磁場磁感

9、線垂直于圓環(huán)平面向上，當撤去磁場瞬間，環(huán)所圍面積的原磁通量突變?yōu)榱悖衫愦味煽芍?，環(huán)中感應電流的磁場方向應與原磁場方向相同，即向 上。由右手螺旋定則可知，環(huán)中電流的方向是沿逆時針方向。I R = P- TOC o 1-5 h z (2)設(shè)圓環(huán)周長為(電阻為R,由電阻定律得區(qū)由于有電阻，所以圓環(huán)在傳導電流過程中，電流做功，把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。設(shè)t時間內(nèi)環(huán)中電流釋放焦耳熱而損失的能量為“可，由焦耳定律得力E = 出因電流是圓環(huán)中電荷的定向移動形成的，故可設(shè)環(huán)中單位體積內(nèi)定向移動電子數(shù)為n,由電流強度的定義得：.因式中n、e、S不變，所以只有定向移動電子的平均速率的變化才會引起環(huán)中電流的變化。電

10、流變化大小取時，相應定向移動電子的平均速率變化的大小為則Al =在t時間內(nèi)單個電子在環(huán)中定向移動時減小的動能為:圓環(huán)中總電子為設(shè)環(huán)中定向移動電子減少的動能總和為的,則1 - 1I- N 6Et - n均0m/ - 7m(u- du)2imv由于川，可得 e TOC o 1-5 h z 根據(jù)能量守恒定律，得mrSzi/P =聯(lián)立上述各式，得,mvSAl p =(3)由看出，在題設(shè)條件限制下，適當增大超導電流，可以使實驗獲得胃的準確程度更高，通過增大穿過該環(huán)的磁通量變化率可實現(xiàn)增大超導電流。 此題易錯點：分析能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系以及微觀量與宏觀量關(guān)系時出錯。 【考點定位】本題考查楞次定律、電阻定律、電流

11、強度和能量轉(zhuǎn)換等知識，是一道電磁學聯(lián)系實際的綜合問題，意在考查考生靈活應用物理知識解決實際問題的能力。5.如圖所示的電路中，Ri=4Q, R2=2Q,滑動變阻器 R3上標有10 Q, 2A”的字樣，理想電壓表的量程有03V和015V兩擋，理想電流表的量程有00.6A和03A兩擋.閉合開關(guān)S,將，f片P從最左端向右移動到某位置時，電壓表、電流表示數(shù)分別為2V和0.5A；1繼續(xù)向右移動滑片 P至另一位置，電壓表指針指在滿偏的1,電流表指針也指在滿偏的311.求電源電動勢與內(nèi)阻的大小.(保留兩位有效數(shù)字)【解析】【分析】根據(jù)滑動變阻器的移動可知電流及電壓的變化，是可判斷所選量程，從而求出電流表的示數(shù)

12、；由閉合電路歐姆定律可得出電動勢與內(nèi)阻的兩個表達式，聯(lián)立即可求得電源的電動勢.【詳解】滑片P向右移動的過程中，電流表示數(shù)在減小，電壓表示數(shù)在增大，由此可以確定電流表量程選取的是00.6 A,電壓表量程選取的是 015 V,所以第二次電流表的示數(shù)為1 x 0.63A=0.2 A,電壓表的示數(shù)為 1 X 15 V5 V3當電流表示數(shù)為 0.5A時，R兩端的電壓為 U1=I1R = 0.5X4=V2 VUi _2回路的總電流為I總=Ii+R = 0.5+ A= 1.5 A由閉合電路歐姆定律得E= I總r+Ui+U3,即 E= 1.5r+2+2 當電流表示數(shù)為0.2 A時，Ri兩端的電壓為Ui = I

13、i k 0.2X4V0.8 VUi 0.8回路的總電流為I總=Ii苣=0.2+光-a=0.6A由閉合電路歐姆定律得E= I總r+U +U即 E=0.6r+0.8+5聯(lián)立解得 E=7.0 V, r=2.0 Q【點睛】本題考查閉合電路的歐姆定律，但解題時要注意先會分析電流及電壓的變化，從而根據(jù)題 間明確所選電表的量程.6.把一只“ i.5V, 0.3A”的小燈泡接到6V的電源上，為使小燈泡正常發(fā)光，需要串聯(lián)還是并聯(lián)一個多大電阻？【答案】串聯(lián)一個i5的電阻【解析】【分析】【詳解】要使燈泡正常發(fā)光則回路中電流為0.3A,故回路中的總電阻為U 6 一一一R總 Q=20 QI 0.3燈泡的電阻為RL 返。

14、_5 0KiL2=5 L20.3由于電源電壓大于燈泡額定電壓，故需要串聯(lián)一個電阻分壓，阻值為R R總-Rl 20 Q 5Q i5Q.在圖所示的電路中，電源電壓U恒定不變，當S閉合時Ri消耗的電功率為9W,當S斷開時Ri消耗的電功率為 4W,求：(i)電阻Ri與R2的比值是多大？S斷開時，電阻R2消耗的電功率是多少？S閉合與斷開時，流過電阻Ri的電流之比是多少？【答案】2 ： 1, 2W, 3 : 2【解析】【分析】【詳解】(1)當S閉合時Ri消耗的電功率為9W則：U2P 9WRi當S斷開時Ri消耗的電功率為 4W,則：U 2P ()2R 4WRi R2解得：R:R 2:1(2)S斷開時Ri和R

15、2串聯(lián)，根據(jù)公式P |2R,功率之比等于阻值之比，所以:FV P2 Ri: R2 2:i又因為P 4W,所以，S斷開時，電阻R2消耗的電功率：F2 2W(3)S閉合時:S斷開時:所以:.已知電流表的內(nèi)阻 Rg= i20，滿偏電流Ig=3 mA,要把它改裝成量程是 6 V的電壓表，應串聯(lián)多大的電阻？要把它改裝成量程是3 A的電流表，應并聯(lián)多大的電阻？【答案】改裝成量程是 6 V的電壓表，應串聯(lián)i 880 弼電阻；要把它改裝成量程是 3 A的 電流表，應并聯(lián)0.i2弼電阻.【解析】【分析】【詳解】根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路特點可知，需串聯(lián)的電阻R U % i880 ；I g同理，根據(jù)歐姆定律的并聯(lián)電路

16、的特點可知，改裝成3A電流表需并聯(lián)的電阻1同理，根據(jù)歐姆定律的并聯(lián)電路的特點可知，改裝成3A電流表需并聯(lián)的電阻1g0.12.電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置，在不同的電源中，非靜 電力做功的本領(lǐng)也不相同，物理學中用電動勢來表明電源的這種特性。(1)電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把 1C的電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功，如圖甲所示，如果移送電荷 q時非靜電力所做的功為 W,寫出電動勢E1的表達式；(2)如圖乙所示，固定于水平面的u形金屬框架處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B ,金屬框兩平行導軌間距為 L。金屬棒MN在外力的作用下，沿框架以速度 v向右 做勻速直線運動

17、，運動過程中金屬棒始終垂直于兩平行導軌并接觸良好。已知電子的電荷 量為ea.在金屬棒產(chǎn)生電勢的過程中，請說明是什么力充當非靜電力，求出這個非靜電力產(chǎn)生的 電動勢E2的表達式；b.展開你想象的翅膀，給出一個合理的自由電子的運動模型；在此基礎(chǔ)上，求出導線MN中金屬離子對一個自由電子沿導線長度方向的平均作用力T的表達式；(3)現(xiàn)代科學研究中常要用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場使電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖丙所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空 室，電子在真空室中做圓周運動。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電 場使電子加速。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯

18、視圖，如果從上向下看，電子沿逆時針方向運動。已知電子的電荷量為e,電子做圓周運動的軌道半徑為r,因電流變化而產(chǎn)生的B磁感應強度隨時間的變化率為 k (k為一te值)。求電子在圓形軌道中加速一周的過t程中，感生電場對電子所做功 W及電子所受非靜電力 程中，感生電場對電子所做功 W及電子所受非靜電力 F的大小。丙 一 W【答案】(1) Ei (2)a.外力充當非靜電力，E2BLv ； b. f BevW ke r2,q_ kre2【詳解】(1)根據(jù)電動勢的定義可知：W E1 qF 5安=F 5安=81W FxBILvt=BLvqq It所以根據(jù)電動勢的定義有：E2b.從微觀角度看，導線中的自由電子

19、與金屬離子發(fā)生了碰撞，可以看做是安全彈性碰撞， 碰后自由電子損失動能，損失的動能轉(zhuǎn)化為焦耳熱。從整體上看，可以視為金屬離子對自 由電子整體運動的平均阻力導致自由電子動能的的損失。設(shè)導線MN的橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,自由電子沿導線長度方向運動的平均速度為ve,則導線MN內(nèi)的自由電子總數(shù)為：N nSL導線中的電流為：I neS%在極短時間?t內(nèi)，導線內(nèi)所有自由電子克服金屬離子做功導致自由電子的動能損失為：W損N鈕t從宏觀角度看，力 F對導線做功，而導線的速度不變，即導線的動能不變，所以力 F的功 完全轉(zhuǎn)化為焦耳熱。？t時間內(nèi)，力F做功：W Fv t又因為：W=W損即：Fv t N

20、 fve t當導線MN做勻速運動時外力等于安培力，即：F F安 BIL聯(lián)立以上各式可解得：f Bev(3)據(jù)法拉第電磁感應定律可知產(chǎn)生的感應電動勢為：B 22E r k r t加速一周感生電場對電子所做的功：W eE ke r2設(shè)非靜電力為F,電子運動一周，非靜電力做功為:W非 FS F 2 r根據(jù)電動勢的定義:聯(lián)立解得:kre2答：(1)電動勢Ei的表達式Ei(2)a.在金屬棒產(chǎn)生電勢的過程中，外力充當非靜電力；這個非靜電力產(chǎn)生的電動勢E2 BLv ；b.導線MN中金屬離子對一個自由電子沿導線長度方向的平均作用力f Bev；(3)電子在圓形軌道中加速一周的過程中，感生電場對電子所做功W ke

21、 r2,電子所受非靜電力F臂。.如圖所示，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道寬為d ,管道高度為h,上、下兩面是絕緣板，前后兩側(cè) M、N是電阻可忽略的導體板，兩導體板與 開關(guān)S和定值電阻R相連。整個管道置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B、方向沿z軸正方向。管道內(nèi)始終充滿導電液體，M、N兩導體板間液體的電阻為 r,開關(guān)S閉合前后，液體均以恒定速率 Vo沿x軸正方向流動。忽略液體流動時與管道間的流動阻力。(1)開關(guān)S斷開時，求M、N兩導板間電壓Uo,并比較M、N導體板的電勢高低;(2)開關(guān)S閉合后，求: a.通過電阻R的電流I及M、N兩導體板間電壓 U ;b.左右管道口之間的壓

22、強差Vp。BdRvB dv【答案】(1) Uo=Bdvo, m n (2) a. U ； b. Vp R rh(R r)(1)該發(fā)電裝置原理圖等效為如圖, 管道中液體的流動等效為寬度為d的導體棒切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢E=Bdv0則開關(guān)斷開時U0=Bdv0由右手定則可知等效電源 MN內(nèi)部的電流為N到M,則M點為等效正極，有 m(2) a.由閉合電路歐姆定律I 旦 Bdvo R r R r外電路兩端的電壓：UoR BdRvo U IR R r R rb,設(shè)開關(guān)閉合后，管道兩端壓強差分別為V p ,忽略液體所受的摩擦阻力，開關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到安培力為F安，則有Vphd F 安5安=80聯(lián)立可得

23、管道兩端壓強差的變化為：、，B2dvoVp h(R r)11.對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻的理解其物理本質(zhì)。一段長為1、電阻率為P、橫截面積為S的細金屬直導線，單位體積內(nèi)有 n個自由電子，電子電荷量為 e、質(zhì)量為m。(1)當該導線通有恒定的電流 I時：請根據(jù)電流的定義，推導出導線中自由電子定向移動的速率v；經(jīng)典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電 子后的剩余部分)的碰撞，該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用，該作用 可等效為施加在電子上的一個沿導線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子

24、定向 移動的速率成正比，比例系數(shù)為ko請根據(jù)以上的描述構(gòu)建物理模型，推導出比例系數(shù)k的表達式。(2)將上述導線彎成一個閉合圓線圈，若該不帶電的圓線圈繞通過圓心且垂直于線圈平面 的軸勻速率轉(zhuǎn)動，線圈中不會有電流通過，若線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小發(fā)生變化，線圈中會 有電流通過，這個現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn)，被稱為斯泰瓦 托爾曼效應。這一現(xiàn)象可解釋為：當線圈轉(zhuǎn)動的線速度大小均勻變化時，由于慣性，自由電子與線圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對運動。取線圈為參照物，金屬離子相對靜止，由于慣性 影響，可認為線圈中的自由電子受到一個大小不變、方向始終沿線圈切線方向的力，該力 的作用相當于非靜電力的作用

25、。已知某次此線圈勻加速轉(zhuǎn)動過程中，該切線方向的力的大小恒為F。根據(jù)上述模型回答下列問題：求一個電子沿線圈運動一圈，該切線方向的力F做功的大?。煌茖г搱A線圈中的電流 I 的表達式。Ic. . FS【答案】(1)v ；ne2p； (2)Fl;I 一。neSe p【解析】【分析】【詳解】(1)一小段時間t內(nèi)，流過導線橫截面的電子個數(shù)為：N n Sv t對應的電荷量為：Q Ne n Sv t e根據(jù)電流的定義有：Q 一I neSvt解得：v 一neS從能量角度考慮，假設(shè)金屬中的自由電子定向移動的速率不變，則電場力對電子做的正功與阻力對電子做的負功大小相等，即：Ue kvl 0又因為:IRneSv l

26、nev lIRS聯(lián)立以上兩式得：k ne2(2)電子運動一圈，非靜電力做功為:叫 F 2 r Fl對于圓線圈這個閉合回路，電動勢為：_ W 非 FlE -e e根據(jù)閉合電路歐姆定律，圓線圈這個閉合回路的電流為:聯(lián)立以上兩式，并根據(jù)電阻定律:解得：IFS解得：IFSep12.材料的電阻隨磁場的增強而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應，利用這種效應可以測量磁感應強度.如圖所示為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應強度特性曲線，其中Rb、R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值.為了測量磁感應強度B,需先測量磁敏電阻處于磁場中(1)設(shè)計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，并在圖中的虛線框內(nèi)畫出實驗電路原 理圖(磁

27、敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應強度大小約為0.61.0 T,不考慮磁場對電路其他部分的影響).要求誤差較小.提供的器材如下：A.磁敏電阻，無磁場時阻值 R0=150 QB.滑動變阻器 R,總電阻約為20 QC.電流表 A,量程2.5 mA,內(nèi)阻約30 QD.電壓表V,量程3 V,內(nèi)阻約3 kQE.直流電源E,電動勢3 V,內(nèi)阻不計F.開關(guān)S,導線若干(2)正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中，測量數(shù)據(jù)如下表：123456U(V)0.000.450.911.501.792.71I(mA)0.000.300.601.001.201.80根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值Rb=Q .結(jié)合題圖可知

28、待測磁場的磁感應強度B=T.(3)試結(jié)合題圖簡要回答，磁感應強度 B在00.2 T和0.41.0 T范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變 化規(guī)律有何不同？一磁感應強度特(4)某同學在查閱相關(guān)資料時看到了圖所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻 性曲線(關(guān)于縱軸對稱)，由圖線可以得到什么結(jié)論？一磁感應強度特【答案】(1)見解析圖(2) 1500； 0.90(3)在00.2T范圍內(nèi)，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度非線性變化(或不均勻變化)；在13.如圖所示，在兩光滑平行金屬導軌之間存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B,導軌的間距為L,電阻不計.金屬棒垂直于導軌放置，質(zhì)量為 m,重力和電阻可忽略不計.現(xiàn)在導軌

29、左端接入一個電阻為R的定值電阻，給金屬棒施加一個水平向右的恒力F,經(jīng)過時t0后金屬棒達到最大速度.1金屬棒的最大速度 1金屬棒的最大速度 Vmax是多少?2求金屬棒從靜止達到最大速度的過程中.通過電阻R的電荷量q；3如圖乙所示，若將電阻換成一個電容大小為C的電容器(認為電容器充放電可瞬間完成).求金屬棒由靜止開始經(jīng)過時間t后，電容器所帶的電荷量 Q.【較安】1 FR 2*FmR3 FCBLt【占木/ 1905222,3_9 9B2L2BL B3L3m CB2L2【解析】(1)當速度最大時，導體棒受拉力與安培力平衡，根據(jù)平衡條件、安培力公式、切割公式列式后聯(lián)立求解即可；(2)根據(jù)法律的電磁感應定

30、律列式求解平均感應電動勢、根據(jù)歐姆定律列式求解平均電流、再根據(jù)電流定義求解電荷量;(3)定律列式求解平均電流、再根據(jù)電流定義求解電荷量;(3)根據(jù)牛頓第二定律和電流的定MN義式，得到金屬棒的加速度表達式，再分析其運動情況.由法拉第電磁感應定律求解 棒產(chǎn)生的感應電動勢，得到電容器的電壓，從而求出電容器的電量.MNB2B2L2vmaxF=BIL=maxR(1)當安培力與外力相等時，加速度為零，物體速度達到最大，即 FR由此可得金屬棒的最大速度：Vmax=Fb2l2(2)由動量定律可得：(F-F)t0=mvmax其中：F=B2L2x其中：F=B2L2xRt。解得金屬棒從靜止達到最大速度的過程中運動的

31、距離x=FtRb2l2FmR2b4l4BLx Ft0 FmR通過電阻 R的電何重：q= -R BL B3L3(3)設(shè)導體棒運動加速度為a,某時裝金屬棒的速度為vi,經(jīng)過nt金屬體的速度為V2,導體棒中流過的電流(充電電流)為I,則:F-BIL=ma 電流：i二旦CVEVt Vt其中：n 其中：n E=BL*BLv=BLn v,n va=n tFCBLtQ=CBLat=2m CB2L2答:(1)金屬棒的最大速度VmaxFCBLtQ=CBLat=2m CB2L2答:(1)金屬棒的最大速度Vmax是FR_ 2 2 b2l2金屬棒從靜止達到最大速度的過程中，通過電阻R的電荷量q為生BLFmR.b3l3 金屬棒由靜止開始經(jīng)過時間 t后，電容器所帶的電荷量 Q為FCBLtZ 22m CB2L2聯(lián)立各式得：a=F-m CB2L2因此，導體棒向右做勻加速直線運動.由于所有電阻均忽略，平行板電容器兩板間電壓與導體棒切割磁感