2014年軍考物理電磁感應(yīng)計(jì)算題針對(duì)訓(xùn)練

1、2014年軍考物理電磁感應(yīng)計(jì)算題針對(duì)訓(xùn)練1、圖14中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0. 40m,電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B為0. 50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量 m為6. 0X 10-3kg .電阻 為1. 0 的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3. 0 的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率 v勻速下滑，整個(gè)電路消耗 的電功率P為0. 27W,重力加速度取10m/s2,試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻 值R2。圖142、如圖所示，光滑水平平行導(dǎo)軌M、N,間距L=0.5m,其電阻不計(jì)。導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

2、，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.5T。金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，且電阻都是R=100口，質(zhì)量都是m=0.5kg。現(xiàn)給棒ab 一個(gè)水平向右的沖量，使其具有v0=8m/s的初速度。求：(1)cd棒上最大電流的大小和方向。(2)cd棒運(yùn)動(dòng)的最大速度。(3)cd棒上產(chǎn)生的熱量。3、如圖所示，兩根平行的光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi)，相距為 L。導(dǎo)軌左端用阻值為 R 的電阻相連，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上跨接一電阻為r的金屬桿，質(zhì)量為 m,整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,現(xiàn)對(duì)桿施加一水平向右的恒定拉力F,使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)。求(1)當(dāng)桿的速度為r時(shí)，桿的加速度(2)桿穩(wěn)定時(shí)的速度(3)若桿從靜止到

3、達(dá)穩(wěn)定的過程中，桿運(yùn)動(dòng)的距離為S,則此過程回路中產(chǎn)生的熱量為多少。4、水平放置、足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ相距L=0.3m,接在MP之間的定值電阻R0=0.9Q;質(zhì)量 M=80g、電阻 R=0.3 的金屬棒 ab靜止在金屬導(dǎo)軌上，ac、cd和db三段 的長(zhǎng)度相同、電阻值相等，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌和連線的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處在垂直于軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T ,俯視如圖。現(xiàn)有一質(zhì)量為m=20g的粘性橡皮泥，以向右的水平速度u0=10m/s擊中cd段的中央，并在極短時(shí)間內(nèi)粘在棒上一起運(yùn)動(dòng)。(1)橡皮泥剛好與金屬棒具有共同速度時(shí)，求金屬棒兩端的電勢(shì)差Uab;(2)金屬

4、棒在向右滑動(dòng)的過程中，當(dāng)加速度大小等于最大值的1/2時(shí)，求電阻R0的電功率P。6 / 95、如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，相距 L=0.4m,導(dǎo)軌的左端用R=0.3 的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上跨接一電阻r=0.1 的金屬桿ab,質(zhì)量m=0.1kg,整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,現(xiàn)對(duì)桿施加水平向右的拉力F=2N,使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求：(1)桿能達(dá)到的最大速度多大？此時(shí)拉力的瞬時(shí)功率多大？(2)當(dāng)桿的速度為最大速度的一半時(shí)，桿的加速度多大？(3)若桿達(dá)到最大速度后撤去拉力，則此后R上共產(chǎn)生多少熱能？i6、如圖所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬

5、導(dǎo)軌 MN和OP水平放置，MO間接有阻值為 R的 電阻，導(dǎo)軌相距為 L,其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為 m,電阻為R0的導(dǎo)體棒CD垂 直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好。用平行于MN向右的水平力拉動(dòng) CD從靜止開始運(yùn)動(dòng)，拉力的 功率恒定為P,經(jīng)過時(shí)間t導(dǎo)體棒CD達(dá)到最大速度v0。求出磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度 B的大小求出該過程中 R電阻上所產(chǎn)生的電熱棒CD達(dá)到最大速度為 2v0,求出若換用一恒力 F拉動(dòng)CD從靜止開始運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體恒力F的大小及當(dāng)導(dǎo)體棒 CD速度v0時(shí)棒的加速度。0Em=0.6kg導(dǎo)軌處于磁R=0.2。,(1)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大加速度;(2)流過導(dǎo)軌的最大電流；(3)拉力F的最大功率.7、如圖所示，ab

6、cd為質(zhì)量M=2kg的導(dǎo)軌，放在光滑絕緣的水平面上， 另有一根質(zhì)量 的金屬棒PQ平行bc放在水平導(dǎo)軌上，PQ棒左邊靠著絕緣固定的豎直立柱 e、f, 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)以 OO '為界，左側(cè)的磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)的磁場(chǎng)方向水平向右,感應(yīng)強(qiáng)度均為B=0.8T.導(dǎo)軌的bc段長(zhǎng)二昭，其電阻廠二U4G ,金屬棒的電阻其余電阻均可不計(jì)，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)必=02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)，號(hào)取10m/s2,試求:8、如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PQ、MN, PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為d=0.5m .P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)

7、裝置處于豎直向下的磁感強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。電阻均為 "二口1C,質(zhì)量分別為 m1=300g和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱的光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1, L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始作加速運(yùn)動(dòng)，試求：(1)當(dāng)電壓表讀數(shù)為 U=0.2V時(shí)，棒L2的加速度多大？(2)棒L2能達(dá)到的最大速度 Vm。(3)若在棒L2達(dá)到Vm時(shí)撤去外力F,并同時(shí)釋放棒L1 ,求棒L2達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度值。(4)若固定L1 ,當(dāng)棒L2的速度為v ,且離開棒L1距離為S的同時(shí)，撤去恒力 F,為保持 棒L2作勻速運(yùn)動(dòng)，可以采用將 B從原彳t ( B0=0.2T)逐漸減小的方法，則

8、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B應(yīng) 怎樣隨時(shí)間變化(寫出 B與時(shí)間t的關(guān)系式)？9、如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩根很長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ,處于B = 0.5 T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)軌中連有兩個(gè)電阻均為0.2額定功率均為5 W的小燈泡，如圖所示.質(zhì)量m =50g、長(zhǎng)L= 0.5 m、電阻r=0.2 的金屬棒ab可沿導(dǎo)軌做無摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì).導(dǎo)軌與 金屬棒接觸始終良好。則：(1) .棒要以多大速度向上移動(dòng)，才能使燈泡正常發(fā)光？(2) .若讓金屬棒自由下落，當(dāng)速度達(dá)到穩(wěn)定后燈泡能否正常發(fā)光？0.48m，其間，即從撒力至棒速為11、如圖所示，一光滑的導(dǎo)軌寬為ab棒穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為進(jìn)入4h,棒及導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，

9、求：10、如圖所示，傾角 日=30。、寬度L=1m的足夠長(zhǎng)為U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、范圍充分大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上.現(xiàn)用一平行導(dǎo)軌的牽 引力F,牽引一根質(zhì)量 m=0.2kg、電阻R=1 C、垂直導(dǎo)軌的金屬棒 ab,由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦)。問：(1)若牽引力為恒力，且 F=9N,求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1(2)若牽引力功率恒為 72W,求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度 v2(3)若金屬棒受向上拉力在斜面導(dǎo)軌上達(dá)到某一速度時(shí)，突然撒力，此后金屬棒又前進(jìn)了0時(shí)止，金屬棒發(fā)熱 1.12J.問撒力日棒速v3多大?L,

10、放置于豎直平面內(nèi)，下端接有一電阻R,質(zhì)量為m的金屬棒ab沿導(dǎo)軌并保持水平自由下落，進(jìn)入高為h、磁感應(yīng)弓II度為 B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，并且磁場(chǎng)時(shí)速度的1/4。已知ab棒最初距磁場(chǎng)上邊界的距離為(1)金屬棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力大小和方向(2)在金屬棒下落過程中電阻R產(chǎn)生的熱量Q12、如圖，一邊長(zhǎng) L = 0.4m、質(zhì)量 m1 = 0.2kg、電阻R= 0.1門 的正方形導(dǎo)體線框 abcd,與 一質(zhì)量為m2 = 1.0kg的物塊通過輕質(zhì)細(xì)線跨過兩定滑輪相連。磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 1.0T,磁場(chǎng)寬度d1 = 0.8m,開始時(shí)bc邊距磁場(chǎng)下邊界為 d2=

11、1.0m,物塊放在傾角。= 53o的斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m =?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)當(dāng)ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)，線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，已知 sin53o=0.8, cos53o= 0.6取g= 10m/s2。求:(1)線框ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)速度的大小;(2)線框ad邊剛剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能；生的焦耳熱。(3)線框從開始運(yùn)動(dòng)到全部穿出磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)14、均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框abcd,每邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,總質(zhì)量為m。將其置于磁感強(qiáng)度為 B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方 h處，如圖所示。線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且 cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界

12、平行。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。?2)求cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大??；(3)若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件。參考答案mgv=P 1、解析：對(duì)ab棒由能量守恒定律得:代入數(shù)據(jù)得：v=4.5m/s又 E=BLv設(shè)電阻R2與R。的并聯(lián)電阻為 R外，ab棒的電阻為r,有P=IE 由 代入數(shù)據(jù)得： & = 6.0 .2、本題共19分。（1）當(dāng)ab剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中的電流最大（1分）E=Blu0=0.5 X 0.5 X 8V=2V （2 分）A = O.OIA（3分）cd棒中電流方向由 c-d （1分）（2）ab、cd系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)

13、質(zhì)量均為 m4分8 / 9mv0=2mv 一4 西j/e（3分）cd棒的最大速度是4m/s向右（3分）（3） E=之 mv0212x2 mv02=8J （3 分）4J（3分）3、解：（16 分）（1）由牛頓第二定律得:穩(wěn)定時(shí)，口得：二"用=+p（3）由能量守恒關(guān)系：14、（1）當(dāng)安培力與外力F相等時(shí)，桿達(dá)到最大速度，設(shè)最大速度為 Vmax則（1分）5元77（1分）5安=81 （1分）F安一 百 二 0（2分）代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立式得門 （1分）此時(shí)拉力的瞬時(shí)功率：P=FV （2分）P=10W （1 分）（2）a=10m/s2Fyr -e' _g二 0F-BIL = m2q分）五H（

14、1分） 工（1分）解得（3）（1分）% £（2 分）上（2 分）解得 QR=0.9375JI=E/（R+ R0） 即最大速度時(shí)拉力與安培力合力為零P/v0-BIL=0 E=BL（2分）10 / 9B =由能量關(guān)系，產(chǎn)生總電熱-產(chǎn)£ =2 Q-戶上-網(wǎng)哈J 2門八-口，匕一人Q 匕 口 七02分R電阻上所廣生Q套-Q = 的電熱 r* / 一R+%（法一加黨/2b-史竺比二。2分由題意 R+4 由（1）F-史巴=加日問可知 F=2P/v0 2分當(dāng)速度為v0時(shí)加速度a &+舄 2分解得2P PP-ma a 7、解：（1）導(dǎo)軌向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌受到向左的拉力F,向右的安培力

15、F1和向右的摩擦力f。根據(jù)牛頓第二定律:（3 分）F1=BIl（1 分）f=科（mg BIl）（3分）整理得；0=F-m嗚-Q-MR£（2分）當(dāng)1=0時(shí)，即剛拉動(dòng)時(shí)，a最大.（2）隨著導(dǎo)軌速度增大，感應(yīng)電流增大，加速度減小.當(dāng)a=0 時(shí)，I最大即5-5自7-幻&/=°（2分）£ = 2.5身（1分）（3 ） 當(dāng) a=0 時(shí)，I 最大，導(dǎo)軌速度最大.於皿立-+rV HUKJ卷+回=3 7皿小溫（1分）=F % =7 5，血（3分）解(1) L1與L2串聯(lián)流過L2的電流為：I=J0.S-0.2 ( 3二二=m Js = 1.2 /s±=1a = 2A

16、0.1L2所受安培力為F'=BdI=0.2N 0.5評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：式每式各 2分。(2)當(dāng)L2所受安培力5安=5時(shí)，棒有最大速度 Vm,此時(shí)電路中電流為Im。則F安=8ImIm= 2r F安=F 由式得 Vm= B d評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：式 每式1分，式2分。(3)撤去F后，棒L2作減速運(yùn)動(dòng)，L1作加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩棒達(dá)到共同速度V共時(shí)，L2有穩(wěn)定 速度，對(duì)此過程有:%匕=(叫+%兒共.丫共=啊十啊評(píng)分12 / 9標(biāo)準(zhǔn)：每式各 2分。(4)要使L2保持勻速運(yùn)動(dòng)，必須回路中磁通量保持不變，設(shè)撤去恒力F時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度，4 =為B0 , t時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Bt,貝U B0ds=Btd(s+vt)S - W 11

17、(1) .燈的電阻 RL=0.2 Q ,燈的功率 PL=5W。則有燈的電壓 UL=1V ;電流IL=5A (4分)金屬棒產(chǎn)生白電動(dòng)勢(shì)E=BLv1=UL+ILr 解得v1=12m/s (5分)(2) .達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，有：mg=BIL(4分)I=2A10A,燈泡不能正常發(fā)光(5分)解：(1 )恒力拉動(dòng)到勻速時(shí)：F=mgs in0+BIL9=mgs in9+B2L2u1/R 得 ul = 8m/s4 分(2 )恒功率拉動(dòng)到勻速時(shí)：F = P/u22分) P/u2=mgsin0+B2L2u 2/R 得 u 2 = 8m / s (得 u2=9m/s)(4 分)(3 )設(shè)撤力后棒向前滑行的最大距離為S，此

18、過程發(fā)熱 Q,則m u3 2/ 2= mgSs in0+Qu3 = 4m/s (4 分) .11、解：(1)設(shè)金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為u ,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,感應(yīng)電流為I.則2刃七歷mg.4h=m u 2/2 E=BL u I=E/R 故安培力 F=BIL= 皮方向?yàn)樨Q直向上(2)設(shè)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后克服安培力做的功為WF ,在金屬棒由靜止釋放至離開磁場(chǎng)過程中，由動(dòng)能定理得mg.5h - WF =又 Q= WF解得Q=19mgh/412、(1)設(shè)速度為 12、v1 ,物塊此后也勻速運(yùn)動(dòng)對(duì)m2： T+mm2gcos53om2gsin53o= 0求得：T=6N對(duì) m1 ： T m1g F 安=0 F 安=BILI = 可求得：v1 = 2.5m/s(2)設(shè)線框ad邊剛剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)， 速度為v2,對(duì)整體有(m2gsin53omm2gcos53o) ( d2L) m1g ( d2 L) = ( m1 + m2) v22 解得 v2 = 2m/s 故 Ek= m1v12 = 0.4J(3)從開始運(yùn)動(dòng)到 bc邊離開磁場(chǎng)，對(duì)整體有( m2gsin53omm2gcos53o) (d1 + d2) m1g (d1+d2)觀安=(m1+m2) v12 對(duì)線中g(shù)有 Q = W 安 解得：Q= 3.45Ju2