C045電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題

1、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題滑軌問(wèn)題滑軌問(wèn)題07屆屆12月江蘇省丹陽(yáng)中學(xué)試卷月江蘇省丹陽(yáng)中學(xué)試卷707屆南京市綜合檢測(cè)題（三）屆南京市綜合檢測(cè)題（三） 807屆南京市綜合檢測(cè)題（三）屆南京市綜合檢測(cè)題（三）10 07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研18 07年年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試1707年年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考月山東濰坊市期末統(tǒng)考1707年年1月海淀區(qū)期末練習(xí)月海淀區(qū)期末練習(xí)1707年年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)1807年揚(yáng)州市期末調(diào)研測(cè)試年揚(yáng)州市期末調(diào)研測(cè)試16合肥市合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一年教學(xué)質(zhì)量

2、檢測(cè)一1607年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模1806年年5月深圳市第二次調(diào)研考試月深圳市第二次調(diào)研考試16電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在的作用，因此，電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起，解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題，不僅要應(yīng)用一起，解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題，不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左右手定則、安培力的計(jì)算公式等，還要應(yīng)用定律、左右手定則、安培力的計(jì)算公

3、式等，還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、動(dòng)力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等。要將電能定理、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等。要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)應(yīng)用。磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)應(yīng)用。 電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析，思電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析，思考方法是：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)考方法是：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流感應(yīng)電流通電導(dǎo)線受安培力通電導(dǎo)線受安培力合外力變化合外力變化加速度變化加速度變化速度速度變化變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等

4、于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)條條件件v10 v2=0 ，不受其它水平外力作用。不受其它水平外力作用。光滑平行導(dǎo)軌光滑平行導(dǎo)軌v=0，2桿受到恒定水平外力桿受到恒定水平外力作用作用光滑平行導(dǎo)軌光滑平行導(dǎo)軌示示意意圖圖分分析析規(guī)規(guī)律律B21Fm1=m2 r1=r2l1=l2B21vm1=m2 r1=r2l1=l2 桿桿1做變減速運(yùn)動(dòng)，桿做變減速運(yùn)動(dòng)，桿2做變加速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)做變加速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)，兩桿的加速度為，兩桿的加速度為0，以，以相同速度做勻速運(yùn)動(dòng)相同速度做勻速運(yùn)動(dòng)0vt21開始兩桿做變加速運(yùn)動(dòng)，開始兩桿做變加速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)，兩桿以相同的加穩(wěn)定時(shí)，兩桿以相同的加

5、速度做勻變速運(yùn)動(dòng)速度做勻變速運(yùn)動(dòng)21vt0滑滑軌軌問(wèn)問(wèn)題題07屆屆12月江蘇省丹陽(yáng)中學(xué)試卷月江蘇省丹陽(yáng)中學(xué)試卷77如圖所示，兩傾斜放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為如圖所示，兩傾斜放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌平面與水平方向的夾角為，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌平面與水平方向的夾角為，導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端接入一內(nèi)電阻可忽略的電源，電動(dòng)勢(shì)為上端接入一內(nèi)電阻可忽略的電源，電動(dòng)勢(shì)為E一粗細(xì)一粗細(xì)均勻的金屬棒電阻為均勻的金屬棒電阻為R，金屬棒水平放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)，金屬棒水平放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好欲使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上不動(dòng)，則以下軌接觸良好欲使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上不動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是 （ ）A.

6、可加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為可加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.可加豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為可加豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為C.所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為D.如果金屬棒的直徑變?yōu)樵瓉?lái)的二倍，如果金屬棒的直徑變?yōu)樵瓉?lái)的二倍，原來(lái)靜止的金屬棒將沿導(dǎo)軌向下滑動(dòng)原來(lái)靜止的金屬棒將沿導(dǎo)軌向下滑動(dòng)ELmgRB tan ELmgRB tan ELmgRB sin E點(diǎn)撥：點(diǎn)撥：金屬棒的直徑加倍金屬棒的直徑加倍,重力增大為重力增大為4倍倍,電阻減小為電阻減小為1/4，mR乘積不變乘積不變,仍然靜止仍然靜止,D錯(cuò)。錯(cuò)。A C 07屆南京市綜合檢測(cè)題（

7、三）屆南京市綜合檢測(cè)題（三） 88、超導(dǎo)體磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁化作用使列、超導(dǎo)體磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁化作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲車車體向上浮起，同時(shí)通過(guò)周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具。如圖所示為磁懸浮列車的得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具。如圖所示為磁懸浮列車的原理圖，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且原理圖，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等距離的勻強(qiáng)磁場(chǎng)等距離的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和和B2，導(dǎo)軌上有一個(gè)與磁場(chǎng)間距等，導(dǎo)軌上有一個(gè)與磁場(chǎng)間距等寬的金屬框?qū)挼慕饘倏騛bcd。當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和和B2同時(shí)以某一速度沿同時(shí)以某一

8、速度沿直軌道向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿直軌道運(yùn)動(dòng)。設(shè)直軌直軌道向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿直軌道運(yùn)動(dòng)。設(shè)直軌道間距為道間距為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=B2=B磁場(chǎng)運(yùn)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度為動(dòng)的速度為v，金屬框的，金屬框的電阻為電阻為R。運(yùn)動(dòng)中所受阻。運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為力恒為f，則金屬框的最，則金屬框的最大速度可表示為大速度可表示為 （ ） B1B2vcabdC2222LB)fRvLB(v.Am 222222LB)fRvLB(v.Bm 222244LB)fRvLB(v.Cm 222222LB)fRvLB(v.Dm B1B2vcabd解解： 磁場(chǎng)與線框以相對(duì)速度磁場(chǎng)與線框以相對(duì)速度

9、v相對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)，ad、bc各各產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv相對(duì)相對(duì)，感應(yīng)電流感應(yīng)電流I=2E/R=2BL v相對(duì)相對(duì)/R,使線框得到動(dòng)力使線框得到動(dòng)力F=2BIL=4B2 L2 v相對(duì)相對(duì)/R,線框開始加速線框開始加速, F - f =ma當(dāng)加速度等于當(dāng)加速度等于0時(shí)達(dá)到最大速度時(shí)達(dá)到最大速度vm4B2 L2 (v-vm) /R - f =ma=0222244LB)fRvLB(vm 07屆南京市綜合檢測(cè)題（三）屆南京市綜合檢測(cè)題（三）10 10如圖如圖a所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距兩軌道間距l(xiāng)=0.20m，電阻，電阻

10、R1.0。有一導(dǎo)體靜止地。有一導(dǎo)體靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50T的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下?，F(xiàn)用一外力場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下?，F(xiàn)用一外力F沿軌沿軌道方向拉桿，使之作勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力道方向拉桿，使之作勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力F與時(shí)間與時(shí)間t的的關(guān)系如圖關(guān)系如圖b所示。所示。（1）在圖）在圖b中畫出安培力中畫出安培力F安安大小與時(shí)間大小與時(shí)間t 的關(guān)系圖線的關(guān)系圖線（2）求出桿的質(zhì)量）求出桿的質(zhì)量m和加速度和加速度abt/sF/N04 8

11、1216202428123a 解解：bt/sF/N04 8 1216202428123(1)安培力安培力F安安大小與時(shí)間大小與時(shí)間t 的關(guān)系圖線的關(guān)系圖線如圖藍(lán)線所示如圖藍(lán)線所示.(2)對(duì)桿應(yīng)用牛頓定律，得對(duì)桿應(yīng)用牛頓定律，得maFF 安安BILF 安安RBLvREI atv由以上各式得：由以上各式得：maRatLBF 22分別把分別把 t10、F12N及及t210s、F23N代入上式代入上式解得解得 m=0.2 kg 、 a=10 m/s2 07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研18 18（16分）如圖所示，橫截面為矩形的管道中，充分）如圖所示，橫截面為矩形的管道中，充滿了水銀，管

12、道的上下兩壁為絕緣板，左右兩壁為導(dǎo)滿了水銀，管道的上下兩壁為絕緣板，左右兩壁為導(dǎo)體板，（圖中斜線部分），兩導(dǎo)體板被一無(wú)電阻的導(dǎo)體板，（圖中斜線部分），兩導(dǎo)體板被一無(wú)電阻的導(dǎo)線短接。管道的高度為線短接。管道的高度為a，寬度為，寬度為b，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為c。加在。加在管道兩端截面上的壓強(qiáng)差恒為管道兩端截面上的壓強(qiáng)差恒為p，水銀以速度，水銀以速度v沿管道沿管道方向流動(dòng)時(shí)，水銀受到管道的阻力方向流動(dòng)時(shí)，水銀受到管道的阻力f與速度與速度v成正比，成正比，即即f=kv（k為已知量）。求：為已知量）。求：（1）水銀的穩(wěn)定速度）水銀的穩(wěn)定速度v1為多大？為多大？（2）如果將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與絕緣壁）如

13、果將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與絕緣壁垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向向上，此時(shí)水銀，方向向上，此時(shí)水銀的穩(wěn)定流速的穩(wěn)定流速v2又是多大？（已知又是多大？（已知水銀的電阻率為水銀的電阻率為，磁場(chǎng)只存在，磁場(chǎng)只存在于管道所在的區(qū)域，不考慮管道于管道所在的區(qū)域，不考慮管道兩端之外的水銀對(duì)電路的影響）兩端之外的水銀對(duì)電路的影響）左左右右avcb解：解：（1）pab=kv1v1 = pab/k（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=Bbv2 電阻電阻acbR 由歐姆定律得由歐姆定律得 2BacvREI 由平衡條件可得由平衡條件可得pab=BIb+kv2abcBkpabv22 07年年

14、1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試1717、（、（16分）如圖所示，分）如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為軌位于水平面內(nèi)，距離為l0.2m，在導(dǎo)軌的一端接有，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為阻值為R0.5的電阻，在的電阻，在x0處有一與水平面垂直的處有一與水平面垂直的均勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度均勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B0.5T。一質(zhì)量為。一質(zhì)量為m0.1kg的的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以v02m/s的初速度的初速度進(jìn)人磁場(chǎng)，在安培力和一垂直于桿的水平外力進(jìn)人磁場(chǎng)，在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共的共同作用下作勻變速直線運(yùn)動(dòng)

15、，加速度大小為同作用下作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a =2m/s2，方向與初速度方向相反。設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可方向與初速度方向相反。設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好，求：以忽略，且接觸良好，求：（1）電流為零時(shí)金屬桿所處的位置）電流為零時(shí)金屬桿所處的位置（2）保持其他條件不變，而初）保持其他條件不變，而初速度速度v0取不同值，求開始時(shí)取不同值，求開始時(shí)F的的方向與初速度方向與初速度v0取值的關(guān)系。取值的關(guān)系。v0BRamx0v0BRamx0解：解：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E B l v，感應(yīng)電流感應(yīng)電流 I=E/R I 0時(shí)，時(shí)，v 0此時(shí)，此時(shí)，m12222220 av

16、x（2）初始時(shí)刻，金屬直桿切割磁感線速度最大，產(chǎn)）初始時(shí)刻，金屬直桿切割磁感線速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流最大生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流最大RBlvIm0 RvlBlBIfm022 開始時(shí)開始時(shí) v v0 ，F(xiàn) f m aRvlBmafmaF022 所以當(dāng)所以當(dāng)時(shí)m/s10220 lBmaRvF 0，方向與，方向與x軸正方向相反軸正方向相反時(shí)m/s10當(dāng)220 lBmaRvF 0，方向與，方向與x軸正方向相同軸正方向相同題目題目07年年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考月山東濰坊市期末統(tǒng)考1717如圖所示，矩形導(dǎo)線框如圖所示，矩形導(dǎo)線框abcd，質(zhì)量，質(zhì)量m=0.2kg ，電，電阻阻r=1.6，邊長(zhǎng)

17、，邊長(zhǎng)L1=1.0m，L2=0.8m.其下方距其下方距cd邊邊h=0.8m處有一個(gè)僅有水平上邊界處有一個(gè)僅有水平上邊界PQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T，方向垂直于紙面向里，方向垂直于紙面向里.現(xiàn)使線框從現(xiàn)使線框從靜止開始自由下落，下落過(guò)程中靜止開始自由下落，下落過(guò)程中ab邊始終水平，且邊始終水平，且ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)前的某一時(shí)刻，線框便開始勻速運(yùn)動(dòng)邊進(jìn)入磁場(chǎng)前的某一時(shí)刻，線框便開始勻速運(yùn)動(dòng).不不計(jì)空氣阻力，取計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2.（1）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明進(jìn)入磁場(chǎng)的）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中線框的運(yùn)動(dòng)情況；過(guò)程中線框的運(yùn)動(dòng)情況；（2）求線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度大?。唬┣?/p>

18、線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小；（3）求線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱）求線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱.L2L1hPBQdabc解：解： （1）由機(jī)械能守恒，有）由機(jī)械能守恒，有212mghmv m/s04801022.ghv 2222110 81 04 01 61 6B L v.FBILN. Nmgr. 線框?qū)⒗^續(xù)加速運(yùn)動(dòng)線框?qū)⒗^續(xù)加速運(yùn)動(dòng) 線框的加速度線框的加速度2211mgBILB L vagmmr 由于由于v增大，增大，a將減小，最終勻速，即線框?qū)⒆黾铀俣葘p小，最終勻速，即線框?qū)⒆黾铀俣戎饾u減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后勻速，直至完全進(jìn)入磁場(chǎng)逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后勻速，直至完全進(jìn)入磁場(chǎng). （2）設(shè)勻速

19、運(yùn)動(dòng)的速度為）設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為vm，由，由a=0得得（3）由能量守恒，得）由能量守恒，得222210 2 10 1 65 00 81 0mmgr.vm / s. m / sB L. 2221210 2 100 80 80 2 5 00 72mQmg(hL )mv.( . ). J 題目題目07年年1月海淀區(qū)期末練習(xí)月海淀區(qū)期末練習(xí)1717如圖甲所示如圖甲所示,光滑且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定的同一水平面上平行地固定的同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距兩導(dǎo)軌間距L=0.20cm,兩兩導(dǎo)軌的左端之間所接受的電阻導(dǎo)軌的左端之間所接受的電阻R=0.40，導(dǎo)軌上停放，導(dǎo)軌上停放一

20、質(zhì)量一質(zhì)量m=0.10kg的金屬桿的金屬桿ab,位于兩導(dǎo)軌之間的金屬位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻桿的電阻r=0.10，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。整個(gè)裝，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎磁場(chǎng)方向豎直向下。現(xiàn)用一水平外力直向下?，F(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿水平向右拉金屬桿,使之由使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)靜止開始運(yùn)動(dòng), 在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好垂直并接觸良好, 若理想電壓表的示數(shù)若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間隨時(shí)間t 變化變化的關(guān)系如圖乙所示。求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)經(jīng)的關(guān)系如圖乙所示。

21、求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)經(jīng)t=5.0s時(shí)時(shí), （1）通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；）通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向； （2）金屬桿的速度大小；）金屬桿的速度大??； （3）外力）外力F的瞬時(shí)功率。的瞬時(shí)功率。VaMNQPRFb甲甲0U/Vt/s1 2 3 4 50.20.40.6乙乙解：解： （1）由圖象可知，）由圖象可知，V400時(shí)05.Us.t 此時(shí)電路中的電流（即通過(guò)金屬桿的電流）此時(shí)電路中的電流（即通過(guò)金屬桿的電流）A01.R/UI 用右手則定判斷出，此時(shí)電流的方向由用右手則定判斷出，此時(shí)電流的方向由b指向指向a（2）金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)V500.)rR(IE 因

22、因BlvE 所以所以0.50s時(shí)金屬桿的速度大小時(shí)金屬桿的速度大小m/s05.BL/Ev （3）金屬桿速度為）金屬桿速度為v時(shí)，電壓表的示數(shù)應(yīng)為時(shí)，電壓表的示數(shù)應(yīng)為 BlvrRRU 由圖象可知，由圖象可知，U與與t成正比，由于成正比，由于R、r、B及及L均為不變均為不變量，所以量，所以v與與t成正比，即金屬桿應(yīng)沿水平方向向右做成正比，即金屬桿應(yīng)沿水平方向向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度2m/s01.t/va 根據(jù)牛頓第二定律，在根據(jù)牛頓第二定律，在5.0s末時(shí)對(duì)金屬桿有末時(shí)對(duì)金屬桿有 F - BIL= ma，解得解得 F=0.20N

23、此時(shí)此時(shí)F的瞬時(shí)功率的瞬時(shí)功率 P=Fv=1.0W題目題目07年年1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí)18 18如圖所示，如圖所示，abcd為質(zhì)量為質(zhì)量M=2kg的的U型導(dǎo)軌，放型導(dǎo)軌，放在水滑絕緣的水平面上，另有一根質(zhì)量在水滑絕緣的水平面上，另有一根質(zhì)量 m =0.6kg 的的金屬棒金屬棒PQ平行于平行于bc放在導(dǎo)軌上放在導(dǎo)軌上, PQ棒左邊靠著絕緣棒左邊靠著絕緣的豎直立柱的豎直立柱e、f 導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, 磁場(chǎng)以磁場(chǎng)以O(shè)O為為界，左側(cè)的磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)的磁場(chǎng)方向水界，左側(cè)的磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)的磁場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度大小都為平向右，磁場(chǎng)

24、應(yīng)強(qiáng)度大小都為B=0.8T。導(dǎo)軌的。導(dǎo)軌的bc段段長(zhǎng)長(zhǎng)L=0.5m,其電阻其電阻r=0.4金屬棒的電阻金屬棒的電阻R=0.2，其，其余電阻均可不計(jì)。金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)余電阻均可不計(jì)。金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2。若在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向左、大小為。若在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向左、大小為F = 2N的水平拉力，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，求：（的水平拉力，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，求：（g取取10m/s2）（1）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大加速度；）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大加速度；（2）導(dǎo)軌的最大速度；）導(dǎo)軌的最大速度；（3）定性畫出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象。）定性畫出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象。BFQPBfOObcead解

25、：解： （1）判斷：當(dāng)）判斷：當(dāng) t = 0時(shí)時(shí) a最大最大據(jù)據(jù)MamgF a = 0.4 m/s2（ 2）判斷：當(dāng)導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大）判斷：當(dāng)導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大FIBLN = 0 N = mgIBL rRBLvI 由由聯(lián)立聯(lián)立 得得v = 3.75 m/s （3）感應(yīng)電流隨時(shí)間變化感應(yīng)電流隨時(shí)間變化 的的I t 圖象如圖示圖象如圖示I/A0t/s題目題目07年揚(yáng)州市期末調(diào)研測(cè)試年揚(yáng)州市期末調(diào)研測(cè)試16 16一個(gè)質(zhì)量一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻的正方形金屬框總電阻R=0.5，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金金屬框上邊與屬框上邊與A

26、A重合重合)，自靜止開始沿斜面下滑，下滑，自靜止開始沿斜面下滑，下滑過(guò)程中穿過(guò)一段邊界與斜面底邊過(guò)程中穿過(guò)一段邊界與斜面底邊BB平行、寬度為平行、寬度為d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端（金屬框下邊與的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端（金屬框下邊與BB重重合），設(shè)金屬框在下滑過(guò)程中的速度為合），設(shè)金屬框在下滑過(guò)程中的速度為v，與此對(duì)應(yīng)，與此對(duì)應(yīng)的位移為的位移為s，那么，那么v2s 圖象如圖所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)圖象如圖所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，方向垂直斜面向上，g10m/s2。v2 /m2s-2102003s/m12BABBALdbaab（1）根據(jù)）根據(jù)v2s 圖象所提供的信息，計(jì)算出斜面傾圖象所提供的

27、信息，計(jì)算出斜面傾角角和勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度和勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度d.（2）金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)所用的時(shí)間是多）金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)所用的時(shí)間是多少？少？（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？解解: (1) 由圖象可知，從由圖象可知，從s0到到s11.6m過(guò)程中，過(guò)程中，金屬框作勻加速運(yùn)動(dòng)金屬框作勻加速運(yùn)動(dòng)由公式由公式v22as 可得金屬框的加速度可得金屬框的加速度m/s56121621211 .sva根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律 mgsinma130 金屬框下邊進(jìn)磁場(chǎng)到上邊出磁場(chǎng)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)金屬框下邊進(jìn)磁場(chǎng)到上邊出磁場(chǎng)，線框做勻速運(yùn)動(dòng) s=2L=2d=2.6-1.6

28、=1m, d=L=0.5m(2) 金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，1621 vm/s41 v金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間s25021.vLt (3) 因勻速通過(guò)磁場(chǎng)因勻速通過(guò)磁場(chǎng) sinmgLRBLvB 1所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 T50.B 題目題目合肥市合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一16 16鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以獲取火車運(yùn)動(dòng)信息，能產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度為以獲取火車運(yùn)動(dòng)信息，能產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的裝置，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖甲所磁場(chǎng)的裝置，被安裝在火車首

29、節(jié)車廂下面，如圖甲所示（俯視圖）。當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，示（俯視圖）。當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，線圈便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào)線圈便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào),傳輸給控制中心傳輸給控制中心,線圈長(zhǎng)為線圈長(zhǎng)為L(zhǎng)寬寬為為b，匝數(shù)為，匝數(shù)為n, 線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì)。若火線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì)。若火車通過(guò)線圈時(shí)車通過(guò)線圈時(shí),控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號(hào)控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號(hào)u與時(shí)間與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，問(wèn)：的關(guān)系如圖乙所示，問(wèn)： (1) t1時(shí)候火車的行駛速度為多大？時(shí)候火車的行駛速度為多大？ (2)火車在火車在t1時(shí)刻到時(shí)刻到t2時(shí)刻的時(shí)間時(shí)刻的時(shí)間 內(nèi)做什么運(yùn)動(dòng)（簡(jiǎn)要說(shuō)

30、明理由）？?jī)?nèi)做什么運(yùn)動(dòng)（簡(jiǎn)要說(shuō)明理由）？ (3)上述時(shí)間內(nèi)火車的加速度多大？上述時(shí)間內(nèi)火車的加速度多大？Lb甲甲火車火車鐵軌鐵軌線圈線圈B接控制中心接控制中心0utu2u1t1t2乙乙解：解：11nBbvu （1）由）由 nBbuv:11 解解得得（2）從）從t1時(shí)刻到時(shí)刻到t2時(shí)刻過(guò)程中線圈兩端產(chǎn)生電壓隨時(shí)刻過(guò)程中線圈兩端產(chǎn)生電壓隨時(shí)間做線性變化，而火車運(yùn)行速度，時(shí)間做線性變化，而火車運(yùn)行速度，nBbuv 所以火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。所以火車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 （3）在）在t2時(shí)刻：時(shí)刻：nBbuv22 所以此過(guò)程火車運(yùn)行加速度所以此過(guò)程火車運(yùn)行加速度)tt (nBbuuttvva121212

31、12 07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模18.18 . ( 16 分分)如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌CD與與EF 間距為間距為 L=1m ，與水平地面夾角為，與水平地面夾角為，且，且 sin= 0.4 ，導(dǎo)軌導(dǎo)軌 上上 端用導(dǎo)線端用導(dǎo)線 CE 連接，導(dǎo)軌和連接導(dǎo)線的電阻不連接，導(dǎo)軌和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為計(jì)，導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B = 0.1 T 、方向垂直于導(dǎo)、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中. .一根電阻為一根電阻為 R =1的金屬棒的金屬棒M N 兩端有導(dǎo)電小輪擱在兩導(dǎo)軌上，棒上有吸水裝置兩端有導(dǎo)電小輪擱在兩導(dǎo)

32、軌上，棒上有吸水裝置P取沿導(dǎo)軌向下為取沿導(dǎo)軌向下為x軸正方向坐標(biāo)原點(diǎn)軸正方向坐標(biāo)原點(diǎn)O在在 CE 中中點(diǎn)開始時(shí)棒處在點(diǎn)開始時(shí)棒處在 x 0位置（即與位置（即與 CE 重合），棒的重合），棒的起始質(zhì)量不計(jì)設(shè)棒自靜止開始下滑，同時(shí)開始吸水，起始質(zhì)量不計(jì)設(shè)棒自靜止開始下滑，同時(shí)開始吸水，質(zhì)量逐漸增大，設(shè)棒的質(zhì)量與位移質(zhì)量逐漸增大，設(shè)棒的質(zhì)量與位移x的平方根成正比，的平方根成正比，即即 , , k 為一常數(shù)為一常數(shù), , k =0.01kg/m , , g 取取 10m/s2 xkm 問(wèn)：?jiǎn)枺?( l )金屬棒下滑金屬棒下滑 2m 位移過(guò)程中，流過(guò)棒的電荷位移過(guò)程中，流過(guò)棒的電荷量是多少？量是多少？

33、( 2 )猜測(cè)金屬棒下滑過(guò)程中做的是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，猜測(cè)金屬棒下滑過(guò)程中做的是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，并加以證明并加以證明 ( 3 )金屬棒下滑金屬棒下滑 1 m 位移時(shí)速度為多大？位移時(shí)速度為多大？ BFCOEMNPDx解：解： (1) q=It=/R=BS/R=0.2C (2)假設(shè)做勻變速運(yùn)動(dòng)有假設(shè)做勻變速運(yùn)動(dòng)有mavRLBsinmg 22 axvxkm2 則得：則得：0222 kaaRLBsinkg 從上述方程可以看出從上述方程可以看出a的解是一個(gè)定值，與位移的解是一個(gè)定值，與位移x無(wú)關(guān)，表明前面的假設(shè)成立，即棒是做勻加速運(yùn)無(wú)關(guān)，表明前面的假設(shè)成立，即棒是做勻加速運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。（3）將數(shù)據(jù)代入得）將

34、數(shù)據(jù)代入得 a=2m/s2saxvm/21222 題目題目06年年5月深圳市第二次調(diào)研考試月深圳市第二次調(diào)研考試1616、（、（16分）如圖所示，光滑矩形斜面分）如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角的傾角300，在其上放置一矩形金屬線框，在其上放置一矩形金屬線框abcd，ab的邊長(zhǎng)的邊長(zhǎng)l11m，bc的邊長(zhǎng)的邊長(zhǎng)l20.6m，線框的質(zhì)量，線框的質(zhì)量m1kg，電阻，電阻R0.1，線框通過(guò)細(xì)線繞過(guò)定滑輪與重物相連，細(xì)線，線框通過(guò)細(xì)線繞過(guò)定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平行且靠近；重物質(zhì)量與斜面平行且靠近；重物質(zhì)量M2kg，離地面的高度，離地面的高度為為H=4.8m;斜面上斜面上efgh區(qū)域是有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)區(qū)域是有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為度的大小為0.5T,方向垂直于斜面向上方向垂直于斜面向上;已知已知AB到到ef的距的距離為離為4.2m,ef到到gh的距離為的距離為gH=4.8me dBCDMbhAQ