電磁感應(yīng)中的能量問題練習(xí)匯編

1、學(xué)習(xí)好資料電磁感應(yīng)中的能量問題練習(xí)、單項(xiàng)選擇題1 如圖所示，固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行線框由靜止釋放，在下落過程中（ ）A穿過線框的磁通量保持不變C線框所受安培力的合力為零 答案: BB線框中感應(yīng)電流方向保持不變D線框的機(jī)械能不斷增大解析 : 當(dāng)線框由靜止向下運(yùn)動時(shí)，穿過線框的磁通量逐漸減小，根據(jù)楞次定律可得產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針且方 向不發(fā)生變化， A 錯誤， B 正確；因線框上下兩邊所在處的磁場強(qiáng)弱不同，線框所受的安培力的合力一定不為零， C 錯 誤；整個(gè)線框所受的安培力的合力豎直向上，對線框做負(fù)功，線框的機(jī)械能減小， D 錯誤2

2、 如圖所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表 面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻 R，質(zhì)量為 m 的金屬棒（電阻也不計(jì)） 放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與 導(dǎo)軌平面垂直用水平恒力 F 把 ab 棒從靜止起向右拉動的過程中 恒力 F 做的功等于電路產(chǎn)生的電能 恒力 F 和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 恒力 F 和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和以上結(jié)論正確的有（ ）AB CD答案: C解析: 在此運(yùn)動過程中做功的力是拉力、 摩擦力和安培力， 三力做功之和為棒 ab 動能增加量， 其中安

3、培力做功將機(jī)械能 轉(zhuǎn)化為電能，故選項(xiàng) C 正確更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料3 一個(gè)邊長為 L 的正方形導(dǎo)線框在傾角為 的光滑固定斜面上由靜止開始沿斜面下滑，隨后進(jìn)入虛線下方方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場中如圖所示，磁場的上邊界線水平，線框的下邊 ab 邊始終水平，斜面以及下方的磁場往下方延伸到足夠遠(yuǎn)下列推理判斷正確的是（ ）A線框進(jìn)入磁場過程 b 點(diǎn)的電勢比 a 點(diǎn)高B線框進(jìn)入磁場過程一定是減速運(yùn)動C線框中產(chǎn)生的焦耳熱一定等于線框減少的機(jī)械能D線框從不同高度下滑時(shí)，進(jìn)入磁場過程中通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量不同答案: C解析 : ab 邊進(jìn)入磁場后，切割磁感線， ab 相當(dāng)于電源，由右手定則可知 a 為等效

4、電源的正極， a 點(diǎn)電勢高， A 項(xiàng)錯由 于線框所受重力的分力 mgsin 與安培力大小不能確定，所以不能確定其是減速還是加速， B 項(xiàng)錯；由能量守恒知 C 項(xiàng) 對；由 qn知， q與線框下降的高度無關(guān)， D 項(xiàng)錯R4 如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻 R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo) 軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁 場方向與導(dǎo)軌平面垂直， 棒在豎直向上的恒力 F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)， 力 F 做的功與 安培力做的功的代數(shù)和等于（ ）A棒的機(jī)械能增加量B棒的動能增加量C棒的重力勢能增加量D電阻 R 上放出的熱量答案:

5、A解析: 由動能定理有 WFW 安WGEk，則 WFW 安EkWG，WG0，故 EkWG 表示機(jī)械能的增加量選 A項(xiàng)更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料5 兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌豎直固定放置，頂端接一電阻 R，導(dǎo)軌所在平面與勻強(qiáng)磁場垂直將一金屬棒與下端固定的輕彈簧的上端拴接，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為g，如圖所示 .現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（）A. 金屬棒在最低點(diǎn)的加速度等于 gB. 回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量C. 當(dāng)彈簧彈力等于金屬棒的重力時(shí)，金屬棒下落速度最大D. 金屬棒在以后運(yùn)動過程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度答案: D解析 : 如果不受安培力，棒和彈

6、簧組成了一個(gè)彈簧振子，由簡諧運(yùn)動的對稱性可知其在最低點(diǎn)的加速度大小為g，但由于金屬棒在運(yùn)動過程中受到與速度方向相反的安培力作用，金屬棒在最低點(diǎn)時(shí)的彈性勢能一定比沒有安培力做功時(shí)小，彈性形變量一定變小，故加速度小于g，選項(xiàng) A 錯誤；回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒機(jī)械能的減少量，選項(xiàng)B 錯誤；C 錯誤；由于金屬棒運(yùn)動過程中產(chǎn)生電能，當(dāng)彈簧彈力與安培力之和等于金屬棒的重力時(shí)，金屬棒下落速度最大，選項(xiàng)金屬棒在以后運(yùn)動過程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度，選項(xiàng) D 正確 .、多項(xiàng)選擇題6 如圖所示電路，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為 的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻 R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，斜面處在豎直向上的

7、勻強(qiáng)磁場中，電阻可忽略不計(jì)的金屬棒 ab 質(zhì)量為 m，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F 的作用金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑，則它在下滑高度 h 的過程中，以下說法正確的是（A作用在金屬棒上各力的合力做功為零B重力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能C金屬棒克服安培力做的功等于電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱D金屬棒克服恒力 F 做的功等于電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱答案: AC解析: 根據(jù)動能定理，合力做的功等于動能的增量，故A 對；重力做的功等于重力勢能的減少，重力做的功等于克服 FR 上產(chǎn)生的焦耳熱，所以 B、D 錯， C 對所做的功與產(chǎn)生的電能之和，而克服安培力做的功等于電阻更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料7 如圖所示水平光滑

8、的平行金屬導(dǎo)軌，左端接有電阻 R，勻強(qiáng)磁場 B 豎直 向下分布在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)， 質(zhì)量一定的金屬棒 PQ 垂直于導(dǎo)軌放置 今 使棒以一定的初速度 v0 向右運(yùn)動，當(dāng)其通過位置 a， b 時(shí)，速率分別為 va， vb，到位置 c時(shí)棒剛好靜止設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計(jì)，a，b與 b，A金屬棒運(yùn)動的加速度相等B通過金屬棒橫截面的電量相等c 的間距相等，則金屬棒在由 ab 與 bc 的兩個(gè)過程中下列說法中正確的是（）C回路中產(chǎn)生的電能 Eabab答案: BD解析 : 由 FBIL，IBLvF ma 可得 a22BLvmR由于速度在減小，故加速度在減小，A 項(xiàng)錯， D 項(xiàng)正確；由 q It， IE，En可得

9、 q，由于兩個(gè)過程磁通量的變化量相同，故通過金屬棒橫截面的電量相等，B 項(xiàng)正確；由克服安R t R培力做的功等于產(chǎn)生的電能，即W FL，由于安培力越來越小，故第二個(gè)過程克服安培力做的功小于第一個(gè)過程，因此C 項(xiàng)錯誤8 如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)。絕緣輕繩一端固定，另一端系于導(dǎo)體棒 a 的中點(diǎn)，輕繩保持豎直。將導(dǎo)體棒 b 由邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方某一高度處靜止釋 放。勻強(qiáng)磁場的寬度一定，方向與導(dǎo)軌平面垂直，兩導(dǎo)體棒電阻均為 R 且與導(dǎo)軌始終保持良 好接觸。下列說法正確的是（ ）A b 進(jìn)入磁場后， a 中的電流方向向左Bb 進(jìn)入磁場后，輕繩對 a 的拉力增大C b 進(jìn)入磁

10、場后，重力做功的瞬時(shí)功率可能增大Db 由靜止釋放到穿出磁場的過程中， a中產(chǎn)生的焦耳熱等于 b 減少的機(jī)械能答案: AC解析: b進(jìn)入磁場后， b中電流方向向右，a 中的電流方向向左，選項(xiàng) A 正確； b 進(jìn)入磁場后，由于 ab 二者電流方向相反，二者相斥，輕繩對 a 的拉力減小，選項(xiàng)B 錯誤； b 進(jìn)入磁場后，所受安培力可能小于重力，繼續(xù)加速運(yùn)動，重力做功的瞬時(shí)功率可能增大，選項(xiàng) C 正確； b 由靜止釋放到穿出磁場的過程中， a 和 b 中產(chǎn)生的焦耳熱等于 b 減少的機(jī)械能， 更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料選項(xiàng) D 錯誤。9如圖所示，傾斜的平行導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌上、下兩邊的電阻分別為R1 3

11、 和 R2 6 ，金屬棒 ab 的電阻 R3 4 ，其余電阻不計(jì)。則金屬棒 ab 沿著粗糙的導(dǎo) 軌加速下滑的過程中（ ）A安培力對金屬棒做功等于金屬棒機(jī)械能的減少量B重力和安培力對金屬棒做功之和大于金屬棒動能的增量CR1和 R2發(fā)熱功率之比 P1P212DR1、R2和 R3產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1Q2Q3216答案: BD 解析 : 由能量守恒定律，安培力對金屬棒做功小于金屬棒機(jī)械能的減少量，選項(xiàng) A 錯誤；由動能定理可知，重力和安培 力對金屬棒做功之和大于金屬棒動能的增量，選項(xiàng) B 正確；導(dǎo)軌上、下兩邊的電阻屬于并聯(lián)關(guān)系，兩者電壓相等， 和 R2發(fā)熱功率之比 P1P221，選項(xiàng) C錯誤； R1

12、和 R2并聯(lián)等效電阻為 2 ，ab中電流等于 R1和 R2二者中電流之和， 金屬棒 ab 的電阻 R3產(chǎn)生的焦耳熱是 R1和 R2并聯(lián)等效電阻產(chǎn)生焦耳熱的 2倍，選項(xiàng) D 正確。10 兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌豎直固定放置，頂端接一電阻R，導(dǎo)軌所在平面與勻強(qiáng)磁場垂直。將一金屬棒與下端固定的輕彈簧的上端拴接，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為 g，如圖所示?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（）A 金屬棒在最低點(diǎn)的加速度小于 gB回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量C當(dāng)彈簧彈力等于金屬棒的重力時(shí)，金屬棒下落速度最大D金屬棒在以后運(yùn)動過程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度答案: AD解

13、析 : 如果不受安培力，桿和彈簧組成了一個(gè)彈簧振子，由簡諧運(yùn)動的對稱性可知其在最低點(diǎn)的加速度大小為g，但由于金屬棒在運(yùn)動過程中受到與速度方向相反的安培力作用，金屬棒在最低點(diǎn)時(shí)的彈性勢能一定比沒有安培力做功時(shí)小，更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料彈性形變量一定變小，故加速度小于 g，選項(xiàng) A 正確；回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒機(jī)械能的減少量，選項(xiàng) B 錯誤； 當(dāng)彈簧彈力與安培力之和等于金屬棒的重力時(shí)，金屬棒下落速度最大，選項(xiàng)C 錯誤；由于金屬棒運(yùn)動過程中產(chǎn)生電能，金屬棒在以后運(yùn)動過程中的最大高度一定低于靜止釋放時(shí)的高度，選項(xiàng) D 正確。11 在如圖所示的傾角為 的光滑斜面上 ,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B

14、 的勻 強(qiáng)磁場 ,區(qū)域 I 的磁場方向垂直斜面向上 ,區(qū)域的磁場方向垂直斜面向下 ,磁 場的寬度均為 L, 一個(gè)質(zhì)量為 m、電阻為 R、邊長也為 L 的正方形導(dǎo)線框 ,由 靜止開始沿斜面下滑 ,t1 時(shí) ab邊剛越過 GH 進(jìn)入磁場區(qū) ,此時(shí)線框恰好以速 度 v1 做勻速直線運(yùn)動 ;t2 時(shí) ab邊下滑到 JP 與 MN 的中間位置 ,此時(shí)線框又恰好以速度 v2 做勻速直線運(yùn)動 .重力加速度為 g,下列說法中正確的有 ( )A. t1時(shí) ,線框具有加速度 a=3gsin B. 線框兩次勻速直線運(yùn)動的速度v1: v2=2:1C. 從 t1到 t2過程中 ,線框克服安培力做功的大小等于重力勢能的減

15、少量.22D.從 t1到 t2,有 3mgLsinmv1v2 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 .22答案: AD12如圖所示 ,傾角為 的平行金屬導(dǎo)軌寬為l , 導(dǎo)軌電阻不計(jì) ,底端與阻值為R 的定值電阻相連 , 磁感強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面 .有一質(zhì)量為 m、電阻為 R 的導(dǎo)體棒 ab從位置以初速度 v 沿斜面向 上運(yùn)動 ,最遠(yuǎn)到達(dá) ab 的位置 ,滑行的距離為 s.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因 數(shù)為 .則A.上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為B2L2vB.上滑過程中安培力、滑動摩擦力對導(dǎo)體棒做的總功為2mv21C.上滑過程中電流做功產(chǎn)生的熱量為12mv2 mgs sin cos更多精品文

16、檔學(xué)習(xí)好資料D.上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為1 mv2 mgssin答案: CD13如圖所示，一個(gè)矩形線框從勻強(qiáng)磁場的上方自由落下，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，然后再從磁場中穿出已知勻強(qiáng)磁場區(qū)域的寬度 L 大于線框的高度 h ，那么下列說法中正確的是（）A線框只在進(jìn)入和穿出磁場的過程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生B線框從進(jìn)入到穿出磁場的整個(gè)過程中，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生C線框在進(jìn)入和穿出磁場的過程中，都是機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能D整個(gè)線框都在磁場中運(yùn)動時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能答案: AC解析 : 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線框全部在磁場中時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故 B 錯而進(jìn)入和穿出磁場的過程中磁通

17、量發(fā)生變化，也就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，故 A 正確在產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中消 耗了機(jī)械能，故 C正確 D 錯誤14如圖所示，在光滑水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場， PQ 為兩個(gè)磁場的邊界，磁場范圍足夠大一 個(gè)邊長為 L ，質(zhì)量為 m，電阻為 R 的正方形金屬線框沿垂直磁場方向， 以速度 v 從圖示位置向右運(yùn)動， 運(yùn)動過程中線框始終與磁場垂直當(dāng)線框中心線 AB 運(yùn)動到與 PQ 重合時(shí)，線框的速度為 2v，則（）A此時(shí)線框的電功率為2224B L vB 此時(shí)線框的加速度為224B2L2vmRC此過程通過線框截面的電荷量為2BL2RD 此過程回路產(chǎn)生的電能為 0.375mv

18、2答案: BCD更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料三、計(jì)算題15 如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ 間距為 L0.5 m，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mB0.2 T，棒 ab在平行0.02 kg，電阻均為 R0.1 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度于導(dǎo)軌向上的力 F 作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動，而棒 cd 恰 好能夠保持靜止取 g 10 m/s2，問：（1）通過棒 cd的電流 I 是多少，方向如何？（2）棒 ab受到的力 F 多大？（3）棒 c

19、d每產(chǎn)生 Q0.1 J的熱量，力 F 做的功 W是多少？3)0.4 J答案: （1）1 A 方向由 d到 c （2）0.2 N解析 : （1）對 cd 棒受力分析如圖所示由平衡條件得 mgsin BILmgsin 得 I BL 0.0210sin 300.2 0.5A1 A.根據(jù)楞次定律可判定通過棒 cd 的電流方向?yàn)橛?d 到 c.2）更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料棒 ab 與 cd 所受的安培力大小相等，對 ab 棒，受力分析如圖所示，由共點(diǎn)力平衡條件知 F mgsin BIL代入數(shù)據(jù)解得 F0.2 N.（3）設(shè)在時(shí)間 t內(nèi)棒 cd產(chǎn)生 Q0.1 J的熱量，由焦耳定律知 Q I2Rt設(shè) ab 棒勻

20、速運(yùn)動的速度是 v，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E BLv 由閉合電路歐姆定律知 I E2R時(shí)間 t 內(nèi)棒 ab 運(yùn)動的位移 x vt力 F 所做的功 W Fx綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得 W0.4 J.16相距 L 1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1kg 的光滑金屬棒 ab通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒 cd 水平固定在金屬導(dǎo)軌上，如圖甲所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同， ab、cd 兩棒的電阻均為 r 0.9 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì) . ab 棒在方向豎直向上大小按圖乙所示規(guī)律 變化的外力 F作用下從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動，

21、g取 10m/s2.求：（ 1）在運(yùn)動過程中， ab 棒中的電流方向？ cd 棒受到的安培力方向？（2）求出 ab棒加速度大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小？（3）從 t10到 t22s，金屬棒 ab 的機(jī)械能變化了多少？更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料答案: （1）從 b 流向 a；垂直導(dǎo)軌平面向里（2）a1m/s2；B1.2T （3）E22J解析: （ 1）在運(yùn)動過程中， ab 棒中的電流方向從 b流向 a.cd 棒受到的安培力方向是垂直導(dǎo)軌平面向里（2）設(shè) ab棒加速度大小為 a，當(dāng) t10時(shí)， F111N，則F1mgma2a 1m/s當(dāng) t2 2s時(shí)， F 2 14.6N，設(shè) ab 棒速度大小為 v，

22、其中電流為 I，則F2mgBIL mavat2BLv2Ir解得 B 1.2T（3）從 t10到 t22s，ab 棒通過的距離為 h，則 h 12at22設(shè)金屬棒 ab 的機(jī)械能變化為 E，則12E mgh 2mvE22J17 如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，磁場上邊界OM 水平，以 O 點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)， OM 為 x 軸，豎直向下為 y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在 x方向保持不變、 y軸方向按 Bky變化， k為大于零的常數(shù)一質(zhì)量為 m、電阻為 R、邊長 為 L 的正方形線框 abcd 從圖示位置由靜止釋放，運(yùn)動過程中線框始終在同一豎直平面內(nèi)且 ab邊水平，當(dāng)線框下降 h0 （h0L）高度

23、時(shí)達(dá)到最大速度，線框 cd 邊進(jìn)入磁場時(shí)開始做勻速運(yùn)動，重力加速度為g.求：（1）線框下降 h0高度時(shí)的速度大小 v1 和勻速運(yùn)動時(shí)的速度大小 v2；（2）線框從開始釋放到 cd 邊剛進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電能E；（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a 點(diǎn)的軌跡更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料答案: （1） km2hg02RL23 2 2 mgR m g R mk2gLR4 （2） mgL m2kg4LR8解析: （ 1）線框下降 h0 高度時(shí)達(dá)到最大速度，此時(shí)其所受合外力為零，電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流B1Lv1I1 R由平衡條件有 mgB1I 1L而 B1 kh0解得

24、v1km2hg20RL2線框 cd 邊進(jìn)入磁場開始做勻速運(yùn)動時(shí)，電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流B2Lv2I2 R則 I2 kLR2v2由平衡條件有 mgB2I 2L解得 v2 mk2gLR42）由能量守恒定律有12EmgL2mv23 2 2解得 E mgLm g4 R82 k L（ 3）線框上 a 點(diǎn)的軌跡如圖所示 更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料18如圖所示，兩根豎直放置的平行光滑金屬導(dǎo)軌，上端接阻值R3 的定值電阻水平虛線 A1、A2 間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場 B，磁場區(qū)域的高度為 d0.5 m導(dǎo)體棒 a 的質(zhì)量 ma 0.2 kg，電阻 Ra3 ；導(dǎo)體棒 b 的質(zhì)量 mb 0.1 kg，電阻 Rb6 它

25、.們分別從圖中 P、Q 處同時(shí)由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b 剛穿出磁場時(shí) a 正好進(jìn)入磁場設(shè)重力加速度為g10 m/s2，不計(jì) a、 b之間的作用，整個(gè)過程中 a、b 棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)求：(1) 在整個(gè)過程中， a、b 兩棒克服安培力分別做的功；(2) a、 b 棒進(jìn)入磁場的速度；(3) 分別求出 P 點(diǎn)和 Q 點(diǎn)距 A1 的高度答案:（ 1） Wa 1.0 J，Wb0.5 J（2）va5.16 m/s， vb 3.87 m/s（3）ha1.33 m，hb0.75 m.解析:(1)導(dǎo)體棒只有通過磁場時(shí)才受到安培力，因兩棒均勻速通過磁場

26、，由能量關(guān)系知，克服安培力做的功與重力功相等，有Wa magd 1.0 J，Wb mbgd 0.5 J.(2)設(shè) b 棒在磁場中勻速運(yùn)動的速度為 vb，此時(shí) b棒相當(dāng)于電源， a棒與電阻 R 并聯(lián)，此時(shí)整個(gè)電路的總電阻為R1更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料7.5 ， b 棒中的電流為 Ib BLvb，根據(jù)平衡條件有：22BL vbR1 mbg.設(shè) a 棒在磁場中勻速運(yùn)動時(shí)速度為 va，此時(shí) a 棒相當(dāng)于電源， b 棒與電阻 R 并聯(lián)，此時(shí)整個(gè)電路的總電阻為 R2 5 .a棒中的電流為 Ia BLva，根據(jù)平衡條件有：B2RL22vamag，解得vb3.va 4設(shè) b 棒在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為 t，有 d

27、vbt ，因 b 剛穿出磁場時(shí) a 正好進(jìn)入磁場，則 va vb gt，解得 va 5.16 m/s， vb 3.87 m/s.(3)設(shè) P 點(diǎn)和 Q 點(diǎn)距 A1的高度分別為 ha、 hb，兩棒在進(jìn)入磁場前均做自由落體運(yùn)動，有： va 2gha， vb 2gh b，解得 ha 1.33 m， hb 0.75 m.19如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，左端接有阻值為 R 的電阻，處在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為 m 的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。初始時(shí)刻，彈簧恰處 于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0。沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。(1) 求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力；(2) 若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安培力所做的功 W1 和電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 Q1 分別為多少？(3) 導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動， 最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動直到最終靜止的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 Q 為多少？更多精品文檔學(xué)習(xí)好資料22答案: (1)B LR v0，方向水平向左(2)Ep 21mv 02 12mv02 Ep(3)初始位置 12mv02解析: