電磁感應(yīng)練習(xí)題及答案

28．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距L=0.50m,左端接一電阻Ｒ＝0.20Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.40T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面,導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí),求:(1).ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小?(2).回路中感應(yīng)電流的大小?(3).維持ab棒作勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的大小?.29如圖所示，置于水平面上兩根平行金屬導(dǎo)軌相距d=m,0.5金屬細(xì)桿ab置于導(dǎo)軌的一端，跨在兩導(dǎo)軌之間，它與每根導(dǎo)軌之間的最大摩擦力fm=0.2年。導(dǎo)軌的另一端用直導(dǎo)線相連，形成一個(gè)恰似矩形的閉合回路。導(dǎo)軌長L=m,0.8電路中只有ab有電阻，Ｒ＝0.2Ω，整個(gè)裝置置于方向向下的勻強(qiáng)磁場中，如果磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0＝1T瞬間開始，以0.2T/s的變化率均勻地增大，求：（1）.經(jīng)過多長時(shí)間，桿ab將開始運(yùn)動(dòng)？（2）.桿ab運(yùn)動(dòng)前,回路中產(chǎn)生的熱量是多少?(3).桿運(yùn)動(dòng)前,通過桿ab橫截面的電荷量是多少?30.相距為L的兩光滑平行導(dǎo)軌與水平面成θ角放置。上端連接一阻值為R的電阻，其他電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體MN，垂直導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，如圖25所示。由靜止釋放導(dǎo)體MN，求：RABCDE11.C12.AC13．D14．B15．D16.BCD二.填空題：17．有有有18．有II19．吸引變小向左 1 220．2V，5A，從B到A,1.25N，水平向右21．1V,0.8V，0.2A方向從A到B22．從左到右從左到右從左到右從右到左23．減小24．1:21:41:21:125．1.847m/s0.29N三.計(jì)算題：26．解:線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為： B 10 0.4E=n = S=0.4V=0.8V tt 1 2AB兩點(diǎn)間的電勢差是:EUab=2=0.4V27．分析：E=BLv=0.5VEI==0.25AR1EI==0.5AR2I=I+I=0.75A 1 228．分析:E=BLv=0.8VI==4AR=BIL=0.8N安棒勻速滑動(dòng)時(shí)F=F=0.8N安29.解:（1）.由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為；E= = Ldtt回路中的電流為：ELdI==RtR設(shè)經(jīng)時(shí)間t，桿ab開始運(yùn)動(dòng)，則t時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為：Bt=B+t0t此時(shí)桿受到的安培力為： Ld2F=BtId=（B+t）0t tR當(dāng)安培力大于或等于摩擦力時(shí)，桿開始運(yùn)動(dòng)： Ld2（B+t）=2f 0t tR m代入數(shù)值，解得t=5s（2）.t=5s內(nèi)回路產(chǎn)生的熱量是：SQ=I2Rt=()2RttR代入數(shù)值，解得Q=0.16J(3).5內(nèi)通過桿s ab橫截面的電荷量是:Sq=It=ttR代入數(shù)值，解得q=2C30.解:（1）.導(dǎo)體MN受重力沿斜面向下的分力向下滑動(dòng)，回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，安培力方向沿斜面向上，當(dāng)安培力增大到與重力沿斜面向下的分力平衡時(shí)，導(dǎo)體勻速下滑，此時(shí)速度最大，此時(shí)安培力為：E B2cos2L2vF=BcosIL=BcosL= m(1)安1 1 Rr Rr由力的平衡得：mgsin=F (2)安1mg(Rr)sin聯(lián)立（1）(2)式得最大速度:v=(3)B2L2cos2(2）MN速度v=v/3時(shí),此時(shí)安培力為：mE 1B2cos2L2vF=BcosIL=Bcos2L= m(4)安2 2 Rr3 Rr1聯(lián)立（1）(2)(4)式得:F=mgsin安23根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin-F=ma安22解得：a=gsin3（3）.回路產(chǎn)生的最大電功率為:P=F v (5)m 安1mm2g2(Rr)tan2聯(lián)立（1）(3)(5)式得:P=m B2L231.解:（1）.當(dāng)開關(guān)S接觸a端時(shí)，金屬棒恰好可以靜止不動(dòng)，棒受到重力和安培力是一對平衡力BIL=GEBL=G（1）2R當(dāng)開關(guān)S接觸b時(shí)，棒受到重力向下作加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F=G時(shí)，棒勻速下滑，此時(shí)速度最安1大，感應(yīng)電動(dòng)勢最大：BIL=G1E1BL=G（2）RE3122聯(lián)立（1）(2)式得最大感應(yīng)電動(dòng)勢為：E==V=1.5V（2）.當(dāng)金屬棒的加速度為g/2時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有g(shù)G-F=m安22 E GB2L= (3) R 2聯(lián)立（1）(3)式得感應(yīng)電動(dòng)勢為：E3E==V=0.75V24432．（1）當(dāng)t＝0.1s時(shí)，棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為： B 0.1E=n = S=0.41v=0.2vtt0.2通過金屬棒ab的感應(yīng)電流大小為：E 0.2I==A=0.1ARr1.50.5根據(jù)楞次定律和右手螺旋定則可知感應(yīng)電流方向從b到a（2）當(dāng)t＝0.3s時(shí)，金屬棒ab靜止，根據(jù)楞次定律和左手定則可知安培力方向水平向左，摩擦力方向水平向右，且兩力大小相等。0.20.1E= = S= 0.41v=0.4v tt 0.30.2 0.20.1 0.4F=BIL=(B+t)L=(0.1+(0.3-0.2))0.4N=0.016N安ab0tRrab0.30.21.50.5所以摩擦力大小f=0.016N,方向水平向右33．解：（1）.帶電粒子不計(jì)重力,當(dāng)它進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B1與電場的復(fù)合場時(shí)沿直線穿過電容器,它受到的場力與洛侖茲力平衡Eq=qvBu1E=du得：v=dB1(2).設(shè)a，b粒子在勻強(qiáng)磁場B2中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為RR a. b則R-R=（1）a b2a，b粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2時(shí)的速度v相同，根據(jù)牛頓第二定律有：mqvB=av2 (2)2R amqvB=bv2