(6分)如图所示,两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放…——2010 高考物理第 8 题答案解析

2010_xinkebiao_old

2010 全国 第 8 题 解答题 区分题
2010_xinkebiao_old

8.(6分)如图所示,两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为 $\mathrm { E } _ { 1 }$ ,下落距离为0.8R时电动势大小为 $\mathrm { E } _ { 2 }$ .忽略涡流损耗和边缘效应。关于 $\mathrm { E } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { E } _ { 2 }$ 的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列判断正确的是(  )

A $\mathrm { E } _ { 1 } > \mathrm { E } _ { 2 }$ ,a端为正 B $\mathrm { E } _ { 1 } > \mathrm { E } _ { 2 }$ ,b端为正 C $\mathrm { E } _ { 1 } { < } \mathrm { E } _ { 2 }$ ,a端为正 D $\mathrm { E } _ { 1 } { < } \mathrm { E } _ { 2 }$ ,b端为正

参考答案

D

查看原卷 →
题目指纹

这道题真正考什么?

关键能力
电磁学
难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【考点】D9:导体切割磁感线时的感应电动势;DC:右手定则

【专题】16:压轴题

【分析】根据题意分析知道由铜棒下落,切割磁感线产生感应电动势。

由于下落距离不同,根据磁感线的分布求出铜棒切割磁感线时的有效长度。

再根据E=BLv进行对比。

最后根据右手定则判断出电流方向,根据电源内部电流方向特点找出电源的正负极。

【解答】解:根据法拉第电磁感应定律: $_ { \mathrm { E = B L v } }$ ,如下图,

$$ \mathrm{L} _ {1} = 2 \sqrt {\mathrm{R} ^ {2} - (0 . 2 \mathrm{R}) ^ {2}} = 2 \sqrt {0 . 9 6} \mathrm{R} $$

$$ \mathrm{L} _ {2} = 2 \sqrt {\mathrm{R} ^ {2} - (0 . 8 \mathrm{R}) ^ {2}} = 2 \sqrt {0 . 3 6} \mathrm{R}, $$

又根据 $v = \sqrt { 2 \ g h } , ~ v _ { 1 } = \sqrt { 2 \ g \bullet 0 . ~ 2 \bar { \mathrm { R } } } = 2 \sqrt { \mathrm { R } }$

$$ \mathrm{v} _ {2} = \sqrt {2 \mathrm{g} \cdot 0 . 8 \mathrm{R}} = 4 \sqrt {\mathrm{R}}, $$

所以 $\mathrm { E } _ { 1 } { = } 4 \sqrt { 0 . 9 6 \mathrm { R } } \mathrm { B R }$ ,

$$ \mathrm{E} _ {2} = 8 \sqrt {0 . 3 6 \mathrm{R}} \mathrm{BR} = 4 \sqrt {0 . 3 6 \times 4 \mathrm{R}} \mathrm{BR}, $$

所以 $\mathrm { E } _ { 1 } { < } \mathrm { E } _ { 2 }$ 。

再根据右手定则判定电流方向从a到b,在电源内部电流时从电源负极流向正极

故选:D。

【点评】由于铜棒切割磁感线时没有形成回路,所以铜棒做的是自由下落。对于电源而言,电源内部电流是从电源负极流向正极。

✅ 来源:2010年 · 全国 · 2010_xinkebiao_old · 第 8 题 · 本题已通过全部自动发布校验

同类专题与考点

返回上层