電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)和能量問題

1、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】1會(huì)分析計(jì)算電磁感應(yīng)中的安培力參與的導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)及平衡問題2會(huì)分析計(jì)算電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移.考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析【考點(diǎn)解讀】導(dǎo)體兩種狀態(tài)及處理方法導(dǎo)體的平衡態(tài)一一靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析.導(dǎo)體的非平衡態(tài)一一加速度不為零.處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析.【典例剖析】例1（2011.四川理綜24）如圖1所示，間距l(xiāng)=03m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角6=37。的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度

2、B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng).電阻R=0.3Q、質(zhì)量m1=0.1kg、長(zhǎng)為l的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在bb2點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2=0.05kg的小環(huán).已知小環(huán)以a=6m/s2的加速度沿繩下滑,K桿保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)動(dòng).不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)取g=10m/s2,sin37。=0.6,cos37。=0.8.求：5（1）小環(huán)所受摩擦力的大??；（2）Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率.思維突破解決電

3、磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”，即：先作“源”的分析一分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)E和r；再進(jìn)行“路”的分析一一分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力；然后是“力”的分析一一分析研究對(duì)象（常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等）的受力情況，尤其注意其所受的安培力；接著進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的分析一艮據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，判斷出正確的運(yùn)動(dòng)模型.跟蹤訓(xùn)練1如圖2所示，電阻為R,其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無摩擦下滑，整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑

4、一段時(shí)間后閉合開關(guān)S,則S閉合后（）A. 導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于gB. 導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于gC. 導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而不同D. 導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的能量問題分析【考點(diǎn)解讀1.過程分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程.電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.(3)當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能安培力做功的過程，是電

5、能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.2求解思路(1)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及W=UIt或Q二l2Rt直接進(jìn)行計(jì)算.若電流變化，則：利用安培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能.圖3【典例剖析】例2如圖3所示，空間存在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab、cd是相互平行間距L=1m的長(zhǎng)直導(dǎo)軌，它們處在同一水平面內(nèi)，左邊通過金屬桿ac相連.質(zhì)量m=1kg的導(dǎo)體棒MN水平放置在導(dǎo)軌上，已知MN與ac的總電阻R=0.2Q其他電阻不計(jì).導(dǎo)體棒MN通過不

6、可伸長(zhǎng)的細(xì)線經(jīng)光滑定滑輪與質(zhì)量也為m的重物相連，現(xiàn)將重物由靜止?fàn)顟B(tài)釋放后與導(dǎo)體棒MN一起運(yùn)動(dòng)，并始終保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)尸0.5,其他摩擦不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，重物離地面足夠高，重力加速度g取10m/s2.(1)請(qǐng)定性說明：導(dǎo)體棒MN在達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)前，速度和加速度是如何變化的？達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)MN受到的哪些力的合力為零？并定性畫出棒從靜止至勻速運(yùn)動(dòng)的過程中所受的安培力大小隨時(shí)間變化的圖象(不需說明理由及計(jì)算達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間);(2)若已知重物下降高度h=2m時(shí)，導(dǎo)體棒恰好開始做勻速運(yùn)動(dòng)，在此過程中ac邊產(chǎn)生的焦耳熱Q=3J,求導(dǎo)體棒MN的電阻值r.思維突破1電磁

7、感應(yīng)過程往往涉及多種能量的轉(zhuǎn)化(1)如圖中金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止下滑時(shí)，重力勢(shì)能減少，一部分用來克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能，最終在R上轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能.(2)若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，棒最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力勢(shì)能的減小則完全用來克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能.因此，從功和能的觀點(diǎn)入手，分析清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，是解決電磁感應(yīng)中能量問題的重要途徑之一2安培力做功和電能變化的特定對(duì)應(yīng)關(guān)系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.3在

8、利用功能關(guān)系分析電磁感應(yīng)的能量問題時(shí)，首先應(yīng)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析，判斷各力做功情況，利用動(dòng)能定理或功能關(guān)系列式求解.4利用能量守恒分析電磁感應(yīng)問題時(shí)，應(yīng)注意明確初、末狀態(tài)及其能量轉(zhuǎn)化，根據(jù)力做功和相應(yīng)形式能的轉(zhuǎn)化列式求解.跟蹤訓(xùn)練2兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)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(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖4所示.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放則()m-A. 金屬棒的動(dòng)能、重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能的總和保持不變圖4B. 金屬棒最后將靜止，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為罕B

9、2L2VC. 金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為F=rD. 金屬棒最后將靜止，電阻R上產(chǎn)生的總熱量為mgmg12.電磁感應(yīng)中“桿+導(dǎo)”模型問題例3(2011.天津理綜11)如圖5所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為1=0.5m,其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻均為R=0.10，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止，取g=10m/s2

10、，問：(1) 通過棒cd的電流I是多少，方向如何？棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？建模感悟在電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題中有兩類常見的模型.類型“電動(dòng)電”型“動(dòng)電動(dòng)”型示意圖rSM已知棒ab長(zhǎng)L,質(zhì)量m，電阻R；導(dǎo)軌光滑水平，電阻不計(jì)棒ab長(zhǎng)L,質(zhì)量m，電阻R；導(dǎo)軌光滑，電阻不計(jì)分析S閉合，棒ab受安培力F-BRE，此時(shí)a二BLE,棒ab速度v感應(yīng)電mR動(dòng)勢(shì)BLvff電流11-安培力F二BIL1-加速度a!，當(dāng)安培力F二0時(shí),a=0,v最大，最后勻速棒ab釋放后下滑，此時(shí)a=gsina,棒ab速度v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E-BLvff電流I-*ff安培力F-BIL

11、ff加速度al,當(dāng)安培力F-mgsina時(shí),a-0,v最大，最后勻速運(yùn)動(dòng)形式變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)最終狀態(tài)勻速運(yùn)動(dòng)v=-E-mBL勻速運(yùn)動(dòng)mgRsinavmB2L2圖6跟蹤訓(xùn)練3如圖6所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行固定在傾角0=37。的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距L=1m,導(dǎo)軌的電阻可忽略.M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻.一根質(zhì)量m=1kg、電阻r=0.2Q的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下.自圖示位置起，桿ab受到大小為F=0.5v+2(式中v為桿ab運(yùn)動(dòng)的速度，力F的單位為N)、方向平行導(dǎo)軌沿斜

12、面向下的拉力作用，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得通過電阻R的電流隨時(shí)間均勻增大.g取10m/s2，sin37。=0.6.(1) 試判斷金屬桿ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)，并請(qǐng)寫出推理過程；(2) 求電阻R的阻值；(3) 求金屬桿ab自靜止開始下滑通過位移x=1m所需的時(shí)間t.A組電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1. 如圖7所示，MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，燈已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì).有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為L(zhǎng)，ab是一根不但與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿.開始，將開關(guān)S斷開，讓ab由靜止開始、自由下落，過段時(shí)間后，再將s閉合，若從s閉合開始計(jì)時(shí)，則金屬，

13、：Jv桿ab的速度v隨時(shí)間t變化的圖象可能是()圖79B2. 如圖8所示，兩足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)，兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2:1.用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd,經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間以后(A. 金屬棒ab、cd都做勻速運(yùn)動(dòng)B. 金屬棒ab上的電流方向是由b向aC. 金屬棒cd所受安培力的大小等于2F/3D. 兩金屬棒間距離保持不變B組電磁感應(yīng)中的能量問題3. 如圖9所示，水平固定放置的足夠長(zhǎng)的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab，開始時(shí)ab棒以水平初速度v0向

14、右運(yùn)動(dòng)，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和導(dǎo)軌粗糙的兩種情況相比較，這個(gè)過程(A. 安培力對(duì)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)能相等D.通過ab棒的電荷量相等4. 如圖10所示，在水平桌面上放置兩條相距L的平行且無限長(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌ab和cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連，其余電路電阻不計(jì)，金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng).整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向上，磁圖io感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.滑桿的中點(diǎn)系一不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)，現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用I表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，g表示重力加速度

15、，設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為Ff,則在物體下落過程中()A物體的最終速度氣穢RB物體的最終速度mC.穩(wěn)定后物體重力的功率I2Rd.物體重力的最大功率可能為咖囂了嚴(yán)C組“桿+導(dǎo)軌”模型應(yīng)用5.(2011全國(guó)24)如圖11，兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)電阻不計(jì).在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡.整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放.金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好.已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光.重力加速度為g.求:(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;(2) 燈泡正常

16、發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率.課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練（限時(shí)：60分鐘）一、選擇題1. 如圖1所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abed，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可以在ab、ed上無摩擦地滑動(dòng)桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì).開始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，貝9（A. ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速B. ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止C. ef將勻速向右運(yùn)動(dòng)D. ef將往返運(yùn)動(dòng)2. 如圖2所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，在磁場(chǎng)中有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形剛性金屬框，ab邊的質(zhì)量為m，電阻為R,其他三邊的質(zhì)量和電阻均不計(jì).ed邊上裝有固定的水平

17、軸，將金屬框自水平位置由靜止釋放，第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，ab邊的速度為o，不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g，則在這個(gè)過程中，下列說法正確的是A.通過ab邊的電流方向?yàn)閍bB.ab邊經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度u=2gLC.a、b兩點(diǎn)間的電壓逐漸變大D.金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgL_2m。23如圖3所示，兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、：ed表面光滑，處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面，以速度o向右勻速運(yùn)動(dòng)，欲使棒PQ停下來，下面的措施可圖3行的是（導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，棒PQ有電阻）（）A. 在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒B. 在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比棒PQ大

18、的金屬棒C. 將導(dǎo)軌的a、e兩端用導(dǎo)線連接起來D. 在導(dǎo)軌的a、e兩端用導(dǎo)線連接一個(gè)電容器4.（2011.福建理綜17）如圖4所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成0角（Ov0v9O。），其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì).金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電荷量為q時(shí)，棒的速度大小為0,則金屬棒ab在這一過程中（）A.運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為*B.下滑的位移大小為黔B2L20C.產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD.受到的最大安培力大小為sin65. 如圖5所示，光滑的“口

19、形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好.磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B、B2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abed和cdef區(qū)域現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN,當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B區(qū)域后，恰好做勻速運(yùn)動(dòng).以下說法中（）A.若B2=B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將加速下滑B. 若B2=B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑C. 若B2vB，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將先加速后勻速下滑D. 若B2B，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將先減速后勻速下滑6. 一個(gè)剛性矩形銅制線圈從高處自由下落，進(jìn)入一水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，然后穿出磁場(chǎng)區(qū)域繼續(xù)下落，如圖6所示，則（）A. 若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程是勻

20、速運(yùn)動(dòng)，則離開磁場(chǎng)過程也是勻速運(yùn)動(dòng)B. 若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程是加速運(yùn)動(dòng)，則離開磁場(chǎng)過程也是加速運(yùn)動(dòng)C. 若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程是減速運(yùn)動(dòng)，則離開磁場(chǎng)過程也是減速運(yùn)動(dòng)D. 若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程是減速運(yùn)動(dòng)，則離開磁場(chǎng)過程是加速運(yùn)動(dòng)7如圖7所示，在水平面內(nèi)固定著U形光滑金屬導(dǎo)軌，軌道間距為50cm，金屬導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為0.1kg，電阻為0.2。，橫放在導(dǎo)軌上，電阻R的阻值是0.80（導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)）現(xiàn)加上豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)用水平向右的恒力F=0.1N拉動(dòng)ab，使其從靜止開始運(yùn)動(dòng)，則（）A. 導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動(dòng)后，電阻R中的電流方向是從P流向MB.導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的最大速度為10m/

21、sC. 導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動(dòng)后，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差逐漸增加到1V后保持不變D. 導(dǎo)體棒ab開始運(yùn)動(dòng)后任一時(shí)刻，F(xiàn)的功率總等于導(dǎo)體棒ab和電阻R的發(fā)熱功率之和BCN圖88. 如圖8所示，間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌彎成“Z”形，底部導(dǎo)軌面水平，傾斜部分與水平面成0角，導(dǎo)軌與固定電阻相連，整個(gè)裝置處于豎直向上的大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒ab和cd均垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌間接觸良好.兩導(dǎo)體棒的電阻皆與阻值為R的固定電阻相等，其余部分電阻不計(jì).當(dāng)導(dǎo)體棒cd沿底部導(dǎo)軌向右以速度為P勻速滑動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒ab恰好在傾斜導(dǎo)軌上處于靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)體棒ab的重力為mg，則()A. 導(dǎo)體棒cd兩端電壓為BLv2blvt

22、B. t時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體棒cd橫截面的電荷量為勞B2L2V2C. cd棒克服安培力做功的功率為一D. 導(dǎo)體棒ab所受安培力為mgsin09. 如圖9(a)所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m的單匝均勻正方形銅線框，邊長(zhǎng)為a，在1位置以速度v0進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并開始計(jì)時(shí)，若磁場(chǎng)的寬度為b(b3a)，在3t0時(shí)刻線框到達(dá)2位置速度又為v0，并開始離開勻強(qiáng)磁場(chǎng).此過程中v-t圖象如圖(b)所示，則_嗆X(a)13A. t=0時(shí)，線框右側(cè)邊MN兩端的電壓為Bav0B. 在t0時(shí)刻線框的速度為v0-2Ft0/mC. 線框完全離開磁場(chǎng)的瞬間位置3速度一定比t0時(shí)刻線框的速度大D. 線框完全離開

23、磁場(chǎng)的瞬間位置3速度一定比t0時(shí)刻線框的速度小10. 如圖10所示，水平放置的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在方向豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g.則此過程A.桿運(yùn)動(dòng)速度的最大值為(F-mg)RB2d2B.流過電阻R的電荷量為BdLR+r圖13C. 恒力F做的功與摩擦力

24、做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量D. 恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量二、非選擇題11. (2010江蘇單科13)如圖11所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng),一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放.導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.求：(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；(2) 電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小P；(3) 流經(jīng)電流表電流的最大值Im.12. (2011上海單科32)電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)s=1.15m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75m,導(dǎo)軌傾角為30，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Q的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上，如圖12所示.阻值r=0.5Q,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.1J.(取g=10m/