電磁感應(yīng)綜合練習(xí)題.doc

電磁感應(yīng)綜合練習(xí)題電磁感應(yīng)綜合練習(xí)lav0v1如圖所示，在光滑水平面上有一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，分布在寬度為l的區(qū)域內(nèi)。現(xiàn)有一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形閉合導(dǎo)線框（aL2），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.0T，垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)在，讓導(dǎo)線框從下邊緣距磁場(chǎng)上邊界h=0.70m處開(kāi)始自由下落，當(dāng)其下邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)，而上邊緣未進(jìn)入磁場(chǎng)的某一時(shí)刻，導(dǎo)線框的速度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定值。求從開(kāi)始下落到導(dǎo)線框下邊緣到達(dá)磁場(chǎng)下邊界過(guò)程中，導(dǎo)線框克服安培力做的功是多少？Fa1b1c1d1x1y1a2b2c2d2x2y211圖中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里。導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2。x1y1與x2y2為兩根用不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為m1和m2，它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸。兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R。F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力。已知兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，已勻速向上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)作用于兩桿的重力的功率P的大小和回路電阻上的熱功率P。 abR12如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面成=37角，下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.20kg，電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小；當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8.0W，求該速度的大小；在上問(wèn)中，若R=2.0，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。（g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80）R1R2labMNPQBv13圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m為6.010-3kg、電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2。abB14如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過(guò)寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)人磁場(chǎng)。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。求：線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度v2；線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1；線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。 abB(t)B0LLHH(a)tt02t02B0B0OB(t)(b)15如圖(a)所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B(t)，如圖(b)所示。兩磁場(chǎng)方向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑到圓弧頂端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。問(wèn)金屬棒在圓弧內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？求0到時(shí)間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。探討在金屬棒滑到圓弧底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向。 Nx yMObav016如圖所示，頂角=45的金屬導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向右滑動(dòng)，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為r。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)為a和b，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處。求：t時(shí)刻流過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向。導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)水平外力F的表達(dá)式。導(dǎo)休棒在0-t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。OI/At/s1234560.60.50.40.30.20.1MNB17如圖所示，邊長(zhǎng)L=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合。在力F作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，在5.0s內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示。已知金屬線框的總電阻R=4.0。試判斷金屬線框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中，線框中的感應(yīng)電流方向，并在圖中標(biāo)出。t=2.0s時(shí)金屬線框的速度和力F的大小。已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J，那么金屬線框從磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？AOBBCDEFMNabR1R2rh*18如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R1=12R，R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，平行軌道足夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時(shí)的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2。求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)的加速度大小。若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。19、用均勻?qū)Ь€彎成正方形閉合金屬線框abcd，線框每邊長(zhǎng)80cm，每邊的電阻為0.01。把線框放在磁感強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并使它繞軸OO以=100rad/s的角速度勻角速度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向如圖（1）每條邊產(chǎn)生的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)大??；（2）線框內(nèi)感應(yīng)電流的大?。唬?）e，f分別是ab和cd的中點(diǎn)，ef兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。20.如圖11-16所示，直角三角形導(dǎo)線框ABC，處于磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框在紙面上繞B點(diǎn)以勻角速度作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，B =60，C=90，AB=l，求A，C兩端的電勢(shì)差UAC。 電磁感應(yīng)軌道類(lèi)問(wèn)題一）、單棒滑ab1如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩條光滑水平導(dǎo)軌平行放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，金屬棒可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)，導(dǎo)軌一端跨接一定值電阻，其他電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉，第一次保持拉力恒定，經(jīng)時(shí)間后金屬棒速度為，加速度為，最終金屬棒以速度做勻速運(yùn)動(dòng)，第二次保持拉力的功率恒定，經(jīng)時(shí)間后金屬棒速度也為，加速度為，最終也以做勻速運(yùn)動(dòng)，則（ ）A B C D2如圖所示，光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個(gè)燈泡，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)線所在平面，當(dāng)棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，小燈泡獲得的功率為，除燈Bab泡外，其它電阻不計(jì)，要使燈泡的功率變?yōu)?，下列措施正確的是（ ）A換一個(gè)電阻為原來(lái)2倍的燈泡B把磁感應(yīng)強(qiáng)度B增為原來(lái)的2倍C換一根質(zhì)量為原來(lái)倍的金屬棒D把導(dǎo)軌間的距離增大為原來(lái)的 GRH3如圖所示，線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，沿導(dǎo)線框架向右勻速運(yùn)動(dòng)，除電阻R以外，其余電阻不計(jì)，則：（ ）A因穿過(guò)ABCD的磁通量不變，所以AB和CD中無(wú)感應(yīng)電流B因穿過(guò)回路EFGH的磁通量變化，所以AB和CD中有感應(yīng)電流C磁場(chǎng)方向改變，則AB和CD中無(wú)感應(yīng)電流D磁場(chǎng)方向改變?yōu)榕c線圈平面平行，則AB和CD中有感應(yīng)電流4如圖所示，一足夠長(zhǎng)的“n”形導(dǎo)體框架，寬度為L(zhǎng)，其所在平面與水平面垂直，電阻可以忽略不計(jì)設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)體框架的平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有一根導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，由靜止釋放導(dǎo)體棒沿框架豎直滑下，且始終保持水平，它與框架間摩擦力為f，如圖所示，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，有效電阻R，則ab中感應(yīng)電流的方向是：（ ） A. B. C. 不存在 D. 無(wú)法確定 ab5上題中ab下滑過(guò)程中，加速度大小的變化是：（ ）A由小變大 B由大變小 C時(shí)大時(shí)小 D不變6第4題中ab下滑的最大速度等于：（ ）A. B. C. D. 7第4題中ab以最大速度下滑時(shí)消耗的電功率等于：（ ）A. B. C. D. 8如圖所示，水平放置的U形導(dǎo)電框架上接有電阻R，導(dǎo)線ab能在框架上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直穿過(guò)框架平面，當(dāng)ab勻速向右移動(dòng)時(shí)，以下判斷錯(cuò)誤的是：（）A導(dǎo)線ab除受拉力作用外，還受到磁場(chǎng)力的作用Bab移動(dòng)速度越大，所需拉力也越大Cab移動(dòng)速度一定，若將電阻增大些，則拉動(dòng)ab的力可小些D只要使ab運(yùn)動(dòng)并達(dá)到某一速度后，撤去外力，ab也能在框架上維持勻速直線運(yùn)動(dòng)圖11qhabRv09如圖11所示，一光滑平行金屬軌道平面與水平面成角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab，以初速度v0從軌道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金屬桿保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，并不計(jì)金屬桿ab的電阻及空氣阻力，則（ ）A上滑過(guò)程中安培力的沖量比下滑過(guò)程大B上滑過(guò)程通過(guò)電阻R的電量比下滑過(guò)程多C上滑過(guò)程通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量比下滑過(guò)程多D上滑過(guò)程的時(shí)間比下滑過(guò)程長(zhǎng)11如圖13所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌與兩相同的固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻R =2R1 ，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，固定電阻R1消耗的熱功率為P, 此時(shí) （ ） 圖13A整個(gè)裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為mgcos v B 整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為 mgcos v C導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為 D導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為 二）、雙棒滑1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中平行的兩根金屬軌道MN，其電阻不計(jì)，ab.cd兩根導(dǎo)體滑桿與導(dǎo)軌接觸良好，其電阻RabF2 UabUcd B. F1=F2 Uab=Ucd C. F1F2 Uab=Ucd D. F1=F2 UabUcd三）、曲棒滑1如圖，一個(gè)半徑為L(zhǎng)的半圓形硬導(dǎo)體AB以速度v，在水平U型框架上勻速滑動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路電阻為R0半圓形硬導(dǎo)體AB的電阻為r，其余電阻不計(jì),則半圓形導(dǎo)體AB切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及AB之間的電勢(shì)差分別為：（）R0R0AB A. B. C. D. 到控制中心四）、聯(lián)系實(shí)際1鐵路上使用種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以確定火車(chē)的位置和速度，被安放在火車(chē)首節(jié)車(chē)廂下面的磁鐵能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示（俯視圖）當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào)，被控制中心接收當(dāng)火車(chē)以恒定速度通過(guò)線圈時(shí)，表示線圈兩端的電壓Uab隨時(shí)間變化關(guān)系的圖像是：二、計(jì)算題一）、單棒滑1如圖所示，兩條光滑的絕緣導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的水平部分與圓弧部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的水平部分有n段相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中的虛線范圍），磁場(chǎng)方向豎直向上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)的寬度為s，相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的間距也為s，、大于L，磁場(chǎng)左、右兩邊界均與導(dǎo)軌垂直現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電阻為r，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，由圓弧導(dǎo)軌上某高度處?kù)o止釋放，金屬框滑上水平導(dǎo)軌，在水平導(dǎo)軌上滑行一段時(shí)間進(jìn)人磁場(chǎng)區(qū)域，最終線框恰好完全通過(guò)n段磁場(chǎng)區(qū)域地球表面處的重力加速度為g，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可以忽略不計(jì)，求：(1)剛開(kāi)始下滑時(shí)，金屬框重心離水平導(dǎo)軌所在平面的高度；(2)整個(gè)過(guò)程中金屬框內(nèi)產(chǎn)生的電熱；(3)金屬框完全進(jìn)人第k(kn)段磁場(chǎng)區(qū)域前的時(shí)刻，金屬框中的電功率 2平行軌道PQ、MN兩端各接一個(gè)阻值R1=R2 =8 的電熱絲，軌道間距L=1 m,軌道很長(zhǎng)，本身電阻不計(jì)，軌道間磁場(chǎng)按如圖所示的規(guī)律分布，其中每段垂直紙面向里和向外的磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹? cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B=1 T，每段無(wú)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹? cm，導(dǎo)體棒ab本身電阻r=1，與軌道接觸良好，現(xiàn)讓ab以v=10 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)求：(1)當(dāng)ab處在磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，ab中的電流為多大？ab兩端的電壓為多大？ab所受磁場(chǎng)力為多大？(2)整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)ab的電流是否是交變電流？若是，則其有效值為多大？并畫(huà)出通過(guò)ab的電流隨時(shí)間的變化圖象3如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條光滑固定的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，間距為L(zhǎng)，其電阻不計(jì)，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直，ab、cd為兩根垂直于導(dǎo)軌水平放置的金屬棒，其接入回路中的電阻分別為R，質(zhì)量分別為m，與金屬導(dǎo)軌平行的水平細(xì)線一端固定，另一端與cd棒的中點(diǎn)連接，細(xì)線能承受的最大拉力為T(mén)，一開(kāi)始細(xì)線處于伸直狀態(tài)，ab棒在平行導(dǎo)軌的水平拉力F的作用下以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩根金屬棒運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌接觸良好且與導(dǎo)軌相垂直(1)求經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線被拉斷？(2)若在細(xì)線被拉斷瞬間撤去拉力F,求兩根金屬棒之間距離增量x的最大值是多少？4（18分）如圖所示，螺線管與相距L的兩豎直放置的導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌處于垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌，桿與導(dǎo)軌接觸良好，并可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)。螺線管橫截面積為S，線圈匝數(shù)為N，電阻為R1，管內(nèi)有水平向左的變化磁場(chǎng)。已知金屬桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R2，重力加速度為g，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，不計(jì)空氣阻力，忽略螺線管磁場(chǎng)對(duì)桿ab的影響。 （1）為使ab桿保持靜止，求通過(guò)ab的電流的大小和方向； （2）當(dāng)ab桿保持靜止時(shí)，求螺線管內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率； （3）若蚴線管內(nèi)方向向左的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。將金屬桿ab由靜止釋放，桿將向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)桿的速度為v時(shí)，仍在向下做加速運(yùn)動(dòng)。求此時(shí)桿的加速度大小。設(shè)導(dǎo)線足夠長(zhǎng)。5如圖所示，寬度為L(zhǎng)0.20 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50 T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)?，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v=10 m/s，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求：vBRMN（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大?。唬?）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大?。唬?）當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm時(shí)撤去拉力，求整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。 RNM圖276如圖27所示，豎直放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為l0.50m，導(dǎo)軌上端接有電阻R0.80，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。空間有一水平方向的有上邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.40T，方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外。質(zhì)量為m=0.02kg、電阻r0.20的金屬桿MN，從靜止開(kāi)始沿著金屬導(dǎo)軌下滑，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)下落過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求在磁場(chǎng)中，（1）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)加速度； （2）若金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域又下落h開(kāi)始以v0勻速運(yùn)動(dòng)，求v0大小。二）、雙棒滑VPML1L2FQN1如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PQ、MN，間距為d = 0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感強(qiáng)度B = 0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電阻均為 r = 0.1，質(zhì)量分別為m1 = 300g和m2 = 500g的兩金屬棒L1，L2平行地?cái)R在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1，使棒L2在水平恒力F = 0.8N的作用下，由靜止開(kāi)始作加速運(yùn)動(dòng)。試求：（1）當(dāng)V表讀數(shù)為時(shí)，棒L2的加速度多大？（2）棒L2能達(dá)到的最大速度（3）若在棒L2達(dá)時(shí)撤去外力F，并同時(shí)釋放棒L1，求棒L2達(dá)穩(wěn)定時(shí)速度值（4）若固定L1，當(dāng)棒L2的速度為，且離開(kāi)棒L1距離為S（m）的同時(shí)，撤去恒力F，為保持棒L2作勻速運(yùn)動(dòng)，可以采用將B從原值（）逐漸減小的方法，則磁感強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化（寫(xiě)出B與時(shí)間t的關(guān)系式）？CMN三）、曲棒滑1如圖所示，在坐標(biāo)xoy平面內(nèi)存在B=2.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OA與OCA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中OCA滿足曲線方程，C為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌OA與OCA相交處的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻R1和R2，其R1=4.0、R2=12.0?，F(xiàn)有一足夠長(zhǎng)、質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒MN在豎直向上的外力F作用下，以v=3.0m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計(jì)，g取10m/s2，求：（1）金屬棒MN在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的最大值；（2）外力F的最大值；（3）金屬棒MN滑過(guò)導(dǎo)軌OC段，整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量。電磁感應(yīng)綜合練習(xí)答案1B（提示：進(jìn)入、穿出過(guò)程穿過(guò)線圈的磁通量變化量相同，因此通過(guò)導(dǎo)線截面的電量q相同；而進(jìn)入、穿出過(guò)程線圈受到的安培力沖量為I=Blit=Blq，也相同，因此動(dòng)量變化相同，即速度變化相同。）2B（提示：安培力的功率就是電功率；F和安培力的合力做功增加ab的動(dòng)能。）3D（提示：ab、cd所受安培力始終等大反向，合力為零，因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒；機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為電能，又接著轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。）4D（提示：只有ab產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；F應(yīng)等于安培力和ab所受摩擦力之和；由cd 重力與摩擦力平衡得D。）5v=2m/s（提示：電動(dòng)機(jī)輸入功率P入=IU=7W，內(nèi)阻消耗I2r=1W，輸出機(jī)械功率P=6W；勻速時(shí)牽引力等于重力跟安培力大小之和利用P=Fv列式得v）t=1.0s（棒上升h過(guò)程用動(dòng)能定理：牽引力做功Pt，克服重力做功mgh=3.8J，克服安培力做功等于導(dǎo)體中產(chǎn)生的電熱2J，動(dòng)能增量0.2J）6cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度v=此時(shí)線框中電流 I=E/R，cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=I()=安培力：F=BIL=，根據(jù)牛頓第二定律得：mgF=ma，由a=0解得下落高度滿足：h=72.0C（）18J（I1=5A，Q1=6J；I2=10A，Q2=12J）8(B0+kt1)kl3/r（感應(yīng)電流大小恒定為，拉力與安培力平衡，因此）B=B0L/(L+vt)（任何時(shí)刻穿過(guò)回路的磁通量都跟0時(shí)刻相同：B0L2=BL(L+vt)）9因電流I恒定，導(dǎo)體棒受恒定安培力作用做勻減速運(yùn)動(dòng)，平均速度為：平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，得：Bl（v0+v1）負(fù)載電阻消耗的平均功率為：，得：100.80J（提示：只有進(jìn)入過(guò)程導(dǎo)線框克服安培力做功。取開(kāi)始下落到線圈剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程用動(dòng)能定理，當(dāng)時(shí)的速度就是穩(wěn)定速度）11P = F (m1 + m2)gR (m1 + m2)g /B2(l2 l1)2； P= F (m1 + m2)g2R/B (l2 l1)2 （提示：回路總電流大小為B (l2 l1) v/R，安培力合力向下，大小為B2 (l2 l1)2 v/R，系統(tǒng)勻速上升，F(xiàn) =(m1 + m2)g+B2(l2 l1)2v/R由此得v=F (m1 + m2)gR/B2(l2 l1)2，電流I=F (m1 + m2)g/B(l2 l1)，重力功率P=(m1+m2)v和熱功率P=I2R均可求。）124m/s2（由牛頓第二定律得）10m/s（穩(wěn)定時(shí)合力為零：，得，由已知因此得v）0.4T，垂直于導(dǎo)軌平面向上134.5m/s（穩(wěn)定時(shí)安培力跟重力平衡：而總功率，代入數(shù)據(jù)得v）6.0（總電阻3，內(nèi)阻1，因此R1、R2并聯(lián)后阻值2） 14（重力等于空氣阻力與安培力之和）（設(shè)線圈離開(kāi)磁場(chǎng)后上升最大高度為x，在上升、下降階段分別用動(dòng)能定理：，消去x可得v1） （線圈向上穿越磁場(chǎng)區(qū)過(guò)程用動(dòng)能定理，克服安培力做功就等于焦耳熱：(mg+f)(a+b)+Q=m(2v1)2/2- mv12/2）15解：感應(yīng)電流逆時(shí)針?lè)较?，大小方向都不變。因?yàn)榻饘侔艋綀A弧任意位置時(shí)，回路中磁通量的變化率相同。 0t0時(shí)間內(nèi)，設(shè)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E0，感應(yīng)電流為I，感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由法拉第電磁感應(yīng)定律：，根據(jù)閉合電路的歐姆定律： 由焦耳定律及以上兩式有： 設(shè)金屬進(jìn)入磁場(chǎng)B0一瞬間的速度變v，金屬棒在圓弧區(qū)域下滑的過(guò)程中，機(jī)械能守恒： 在很短的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B0區(qū)域瞬間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則：，。感生電動(dòng)勢(shì)為，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為。由閉合電路歐姆定律及以上兩式，求得感應(yīng)電流：討論：I當(dāng)時(shí)，I=0；II當(dāng)時(shí)，方向?yàn)?；III當(dāng)時(shí)，方向?yàn)椤?60到t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒的位移x=v0 t ；t時(shí)刻，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度l=x；導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì) E=B l v0；回路總電阻 ，電流強(qiáng)度 ，電流的方向解法一：時(shí)刻導(dǎo)體棒的電功率。 ，解法二：時(shí)刻導(dǎo)體棒的電功率，由于恒定 因此，17逆時(shí)針?lè)较?0.5N 1.67J18以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場(chǎng)I中切割磁感線，棒中產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)，導(dǎo)體棒在策略與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，mg-BIL=ma，式中l(wèi)=r，E1=Brv1，I 1=B l v1 / R總1，R總1=4R，得ag。當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過(guò)磁場(chǎng)II時(shí)，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變，即E2=2Brv，R總2=3R，I2=，F(xiàn)2=BI2L2=，mg=，得v=。導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有v2v22=2gh，得h=，I22= I2=，P2=I222R2=。設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后經(jīng)過(guò)時(shí)間t的速度大小為vt ，此時(shí)安培力大小為 F= 。ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有vt=v3+at，根據(jù)牛頓第二定律，有F+mg=ma，解得F=mamg19.（1）線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ab邊和cd邊沒(méi)有切割磁感線，所以ad=0,bc=0。（3）觀察fcbe電路20.該題等效電路ABC，如圖1118所示，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，穿過(guò)回路ABC的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，所以整個(gè)回路的總=0 設(shè)AB，BC，AC導(dǎo)體產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)分別為1、2、3，電路等效于圖11-5，故有總=1+2+3 電磁感應(yīng)答案部分1. BD 2. AC 3. B 4. B 5. B 6. A 7. 8. D 9. 答案：C 11.答案：AD二）、雙棒滑 B 三）、曲棒滑 D四）、聯(lián)系實(shí)際 答案：C二、計(jì)算題一）、單棒滑1.解：(1)設(shè)金屬框在進(jìn)入第一段勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域前的速度為v0，金屬框在進(jìn)入和穿出第一段勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,平均電流為（不考慮電流方向變化），由動(dòng)量定理得，同理可得整個(gè)過(guò)程累計(jì)得。金屬框沿斜面下滑機(jī)械能守恒，則。(2）金屬框中產(chǎn)生的熱量Q=mgh=。(3)金屬框穿過(guò)第(k-1)個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域后，由動(dòng)量定理得金屬框完全進(jìn)入第k個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，由動(dòng)量定理得 解得功率。2.解：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=10 V,ab中的電流I= =2 A,ab兩端的電壓為U=IR12=8 V,ab所受的安培力為F=BIL=2 N，方向向左(2）是交變電流，ab中交流電的周期T