電磁感應練習

1、電磁感應中的綜合問題分析例題1圖中EF、GH為平行的金屬導軌，其電阻可不計，R為電阻器，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動的導體橫桿。有均勻磁場垂直于導軌平面。若用和分別表示圖中該處導線中的電流，則當橫桿AB（ ） A勻速滑動時，=0，=0 B勻速滑動時，0，0 C加速滑動時，=0，=0 D加速滑動時，0，0例題2如圖18（a）所示，一個電阻值為R ，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖18（b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導線

2、的電阻不計。求0至t1時間內(nèi)（1）通過電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。一、電磁感應中力學問題，常常以一個導體棒在滑軌上運動問題形式出現(xiàn)。這種情況有兩種類型。 1“電動電”類型 如圖所示水平放置的光滑平行導軌MN、PQ放有長為l、電阻為R、質(zhì)量為m的金屬棒ab。導軌左端接內(nèi)電阻不計電動勢E的電源形成回路，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場B之中。導軌電阻不計且足夠長，并與電鍵S串接，當剛閉合電鍵時，棒ab因電而動，其受安培力，方向向右，此時ab具有最大加速度。然而，ab一旦產(chǎn)生速度，則因動而電，立即產(chǎn)生了感應電動勢。因速度決定感應電動勢，而感應電動勢與

3、電池的電動勢反接又導致電流減小，從而使安培力變小，故加速度減小，不難分析ab導體做的是一種復雜的變加速運動。但是當，ab速度將達最大值，故ab運動收尾狀態(tài)為勻速運動，。 2“動電動”類型 如圖所示，平行滑軌PQ、MN，與水平方向成角，長度l、質(zhì)量m、電阻為R的導體ab緊貼滑軌并與PM平行，滑軌電阻不計。整個裝置處于與滑軌平面正交、磁感強度為B的勻強磁場中，滑軌足夠長。導體ab由靜止釋放后，由于重力作用下滑，此時具有最大加速度，ab一旦運動，則因動而電，產(chǎn)生感應電動勢，在PMba回路中產(chǎn)生電流，磁場對此電流作用力剛好與下滑力方向反向，隨ab棒下滑速度不斷增大。 E = Blv，則電路中電流隨之變

4、大，安培阻力變大，直到與下滑力的合力為零，即加速度為零，以的最大速度收尾。二、電磁感應中的力和運動例題1水平放置的光滑導軌和間接有電阻R，導軌左右區(qū)域分別處于不同方向的勻強磁場中，磁場方向如圖所示，磁感應強度分別為和，虛線為兩區(qū)域的分界線，一根金屬棒ab放在導軌上且與其垂直，金屬棒與導軌電阻均不計，金屬棒在水平向右的恒力F作用下，經(jīng)過左、右兩區(qū)域，已知金屬棒在左面區(qū)域中恰好做速度為v的勻速運動，則金屬棒進人入右面區(qū)域中，下列說法不正確的是（ ） A若，金屬棒所受磁場力方向不變，金屬棒仍做勻速運動 B若，金屬棒所受磁場力方向改變，金屬棒不再做勻速運動 C若，金屬棒先做加速運動，然后以大于v的速度

5、做勻速運動 D若，恒力F對金屬棒做功的功率將先變小后不變 例題2如圖所示，MN、PQ為平行光滑導軌，其電阻忽略不計，與地面成30°角固定N、Q間接一電阻R=10，M、P端與電池組和開關組成回路，電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1.0，導軌區(qū)域加有與兩導軌所在平面垂直的勻強磁場現(xiàn)將一條質(zhì)量m=10g，電阻R=10 的金屬導線置于導軌上，并保持導線ab水平已知導軌間距L=0.1m，當開關S接通后導線ab恰靜止不動（1）試計算磁感應強度的大?。?）若某時刻將電鍵S斷開，求導線ab能達到的最大速度（設導軌足夠長）三、電磁感應中的能量轉(zhuǎn)化問題例題1如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m

6、為0.1kg的導體棒MN上升，導體棒的電阻R為1，架在豎直放置的框架上，它們處于磁感應強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向與框架平面垂直。當導體棒上升h=3.8m時，獲得穩(wěn)定的速度，導體棒上產(chǎn)生的熱量為2J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A，電動機內(nèi)阻r為1，不計框架電阻及一切摩擦，求：（1）棒能達到的穩(wěn)定速度；（2）棒從靜止至達到穩(wěn)定速度所需要的時間。例題2如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距，導軌平面與水平面成=37°角，下端連接阻值為的電阻勻強磁場方向與導軌平面垂直質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良

7、好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25 (1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大??；(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻消耗的功率為，求該速度的大?。?3)在上問中，若2，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應強度的大小與方向(g取10rns2，sin37°0.6， cos37°0.8)例題1如圖所示的虛線上方空間有垂直于線框平面的勻強磁場，直角扇形導線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度勻速轉(zhuǎn)動。設線框中感應電流方向以順時針方向為正方向，那么在圖中能正確描述線框從圖所示位置開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，線框內(nèi)感應電流隨時間變化情況的是（ ）3.兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距

8、為L ，底端接阻值為R 的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B 的勻強磁場垂直，如圖所示。除電阻R 外其余電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放則 ( )A釋放瞬間金屬棒的加速度大于重力加速度gB金屬棒向下運動時，流過電阻R 的電流方向為abC金屬棒的速度為v時所受的安培力大小為F =D電阻R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少4.水平固定放置的足夠長的U形金屬導軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運動，最后靜止在導軌上，就導軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個過程 ( )A安

9、培力對ab棒所做的功不相等 B電流所做的功相等C產(chǎn)生的總內(nèi)能不相等 D通過ab棒的電量相等5.如圖所示，兩根相距為的平行直導軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R，導軌電阻可忽略不計。MN為放在ab和cd上的一導體桿，與ab垂直，其電阻也為R。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于導軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）。現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v（如圖）做勻速運動。令U表示MN兩端電壓的大小，則 （ ）A流過固定電阻R的感應電流由b到dB流過固定電阻R的感應電流由d到bC流過固定電阻R的感應電流由b到dD流過固定電阻R的感應電流由d到b8.如圖所示，頂角=45°

10、，的金屬導軌MON固定在水平面內(nèi)，導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中。一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導軌MON向右滑動，導體棒的質(zhì)量為 m，導軌與導體棒單位長度的電阻均為r，導體棒與導軌接觸點的a和b，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸。t=0時，導體棒位于頂角O處，求： （1）t時刻流過導體棒的電流強度和電流方向。 （2）導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式。 （3）導體棒在0t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。 vBRMN9.如圖所示，寬度為L0.20 m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R=1.0的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0.50 T。一根質(zhì)量為m=10g的導體棒M