電磁感應(yīng)中動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒的運(yùn)用_第1頁(yè)
電磁感應(yīng)中動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒的運(yùn)用_第2頁(yè)
電磁感應(yīng)中動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒的運(yùn)用_第3頁(yè)
電磁感應(yīng)中動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒的運(yùn)用_第4頁(yè)
電磁感應(yīng)中動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒的運(yùn)用_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩3頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、電磁感應(yīng)中動(dòng)量、能量關(guān)系的運(yùn)用1.如圖2所示,在光滑的水平面上,有一垂直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在寬度為L(zhǎng)的區(qū)域內(nèi),現(xiàn)有一個(gè)邊長(zhǎng)為a(aL)的正方形閉合線(xiàn)圈以初速度v0垂直磁場(chǎng)邊界滑過(guò)磁場(chǎng)后,速度為v(vv0),那么線(xiàn)圈 ( )A.完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)的速度大于(v0+v)/2 B.完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)的速度等于(v0+v)/2 C.完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)的速度小于(v0+v)/2 D.以上情況均有可能 2.如圖3所示,在水平面上有兩條導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ,導(dǎo)軌間距為d,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩根完全相同的金屬桿1、2間隔一定的距離擺開(kāi)放在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直。它們的電阻均為R,兩

2、桿與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),金屬桿的摩擦不計(jì)。桿1以初速度v0滑向桿2,為使兩桿不相碰,則桿2固定與不固定兩種情況下,最初擺放兩桿時(shí)的最少距離之比為( ) A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:1 3.如圖所示,光滑導(dǎo)軌EF、GH等高平行放置,EG間寬度為FH間寬度的3倍,導(dǎo)軌右側(cè)水平且處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,左側(cè)呈弧形升高。ab、cd是質(zhì)量均為m的金屬棒,現(xiàn)讓ab從離水平軌道h高處由靜止下滑,設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。試求: (1)ab、cd棒的最終速度;(2)全過(guò)程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱。 4.如圖所示,豎直放置的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌,置于垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩根質(zhì)量相同的導(dǎo)體棒

3、a和b,與導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動(dòng)。先固定a,釋放b,當(dāng)b的速度達(dá)到10m/s時(shí),再釋放a,經(jīng)過(guò)1s后,a的速度達(dá)到12m/s,則(1)此時(shí)b的速度大小是多少?(2)若導(dǎo)軌很長(zhǎng),a、b棒最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。5.兩根平行的金屬導(dǎo)軌,固定在同一水平面上,磁感強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直,導(dǎo)軌的電阻很小,可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌間的距離l=0.20m,兩根質(zhì)量均為m=0.10kg的平行金屬桿甲、乙可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng),滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌保持垂直,每根金屬桿的電阻為R=0.50。在t=0時(shí)刻,兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行,大小為0.20N的恒力F作用于金屬桿甲上,使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。經(jīng)過(guò)

4、T=5.0s,金屬桿甲的加速度為a=1.37 m/s2,求此時(shí)兩金屬桿的速度各為多少?6.如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),導(dǎo)軌上平行放置兩根導(dǎo)體棒ab和cd,構(gòu)成矩形回路。已知兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m、電阻均為R,其它電阻忽略不計(jì),整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦的滑行。開(kāi)始時(shí),導(dǎo)體棒cd靜止、ab有水平向右的初速度v0,兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸。求:(1)開(kāi)始時(shí),導(dǎo)體棒ab中電流的大小和方向;(2)從開(kāi)始到導(dǎo)體棒cd達(dá)到最大速度的過(guò)程中,矩形回路產(chǎn)生的焦耳熱;(3)當(dāng)ab棒速度變?yōu)関0時(shí),cd棒加速度的大小。Ba

5、bcdR7. 如圖所示,電阻不計(jì)的兩光滑金屬導(dǎo)軌相距L,放在水平絕緣桌面上,半徑為R的1/4圓弧部分處在豎直平面內(nèi),水平直導(dǎo)軌部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,末端與桌面邊緣平齊。兩金屬棒ab、cd垂直于兩導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好。棒ab質(zhì)量為2 m,電阻為r,棒cd的質(zhì)量為m,電阻為r。重力加速度為g。開(kāi)始棒cd靜止在水平直導(dǎo)軌上,棒ab從圓弧頂端無(wú)初速度釋放,進(jìn)入水平直導(dǎo)軌后與棒cd始終沒(méi)有接觸并一直向右運(yùn)動(dòng),最后兩棒都離開(kāi)導(dǎo)軌落到地面上。棒ab與棒cd落地點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離之比為3: 1。求:(1)棒ab和棒cd離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度大小;(2)棒cd在水平導(dǎo)軌上的最大加速度;

6、(3)兩棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。8.如圖所示,寬度為L(zhǎng)的平行光滑的金屬軌道,左端為半徑為r1的四分之一圓弧軌道,右端為半徑為r2的半圓軌道,中部為與它們相切的水平軌道。水平軌道所在的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一根質(zhì)量為m的金屬桿a置于水平軌道上,另一根質(zhì)量為M的金屬桿b由靜止開(kāi)始自左端軌道最高點(diǎn)滑下,當(dāng)b滑入水平軌道某位置時(shí),a就滑上了右端半圓軌道最高點(diǎn)(b始終運(yùn)動(dòng)且a、b未相撞),并且a在最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為mg,此過(guò)程中通過(guò)a的電荷量為q,a、b棒的電阻分別為R1、R2,其余部分電阻不計(jì)。在b由靜止釋放到a運(yùn)動(dòng)到右端半圓軌道最高點(diǎn)過(guò)程中,求:r1bar2B(1

7、)在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)b的最大加速度是多大?(2)自b釋放到a到達(dá)右端半圓軌道最高點(diǎn)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱是多少?(3)a剛到達(dá)右端半圓軌道最低點(diǎn)時(shí)b的速度是多大?9.如圖所示,兩根間距為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計(jì),左端向上彎曲,其余水平,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I,右端有另一磁場(chǎng)II,其寬度也為d,但方向豎直向下,磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小均為B。有兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場(chǎng)II中點(diǎn)C、D處,導(dǎo)軌除C、D兩處(對(duì)應(yīng)的距離極短)外其余均光滑,兩處對(duì)棒可產(chǎn)生總的最大靜摩擦力為棒重力的K倍,a棒從彎曲導(dǎo)軌某處由靜止釋放。當(dāng)只有一根棒作切割

8、磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),它速度的減小量與它在磁場(chǎng)中通過(guò)的距離成正比,即。求:(1)若a棒釋放的高度大于h0,則a棒進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)會(huì)使b棒運(yùn)動(dòng),判斷b 棒的運(yùn)動(dòng)方向并求出h0為多少? MNPQBBabddCDIII(2)若將a棒從高度小于h0的某處釋放,使其以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)I,結(jié)果a棒以的速度從磁場(chǎng)I中穿出,求在a棒穿過(guò)磁場(chǎng)I過(guò)程中通過(guò)b棒的電量q和兩棒即將相碰時(shí)b棒上的電功率Pb為多少?10.如圖21所示,兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上,左端向上彎曲且光滑,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),相距一段距離不重疊,磁場(chǎng)左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端,磁感強(qiáng)度大小為B,方向豎直

9、向上;磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上,金屬棒b置于磁場(chǎng)的右邊界CD處?,F(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放,使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。(1)若水平段導(dǎo)軌粗糙,兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為mg,將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求: 金屬棒a剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),通過(guò)金屬棒b的電流大小;若金屬棒a在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,金屬棒b能在導(dǎo)軌上保持靜止,通過(guò)計(jì)算分析金屬棒a釋放時(shí)的高度h應(yīng)滿(mǎn)足的條件;(2)若水平段導(dǎo)軌是光滑的,將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放,使其進(jìn)入磁場(chǎng)。設(shè)兩磁場(chǎng)區(qū)域足夠

10、大,求金屬棒a在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,金屬棒b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。圖21B2BMPQNCDba“電磁感應(yīng)中動(dòng)量、能量關(guān)系的運(yùn)用”參考答案1. B 2. C3.(1)自由下滑,機(jī)械能守恒: 由于、串聯(lián)在同一電路中,任何時(shí)刻通過(guò)的電流總相等,金屬棒有效長(zhǎng)度,故它們的磁場(chǎng)力為: 在磁場(chǎng)力作用下,、各作變速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相反,當(dāng)時(shí),電路中感應(yīng)電流為零(),安培力為零,、運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)定,此時(shí)有: 所以   、受安培力作用,動(dòng)量均發(fā)生變化,由動(dòng)量定理得:    聯(lián)立以上各式解得:,(2)根據(jù)系統(tǒng)的總能量守恒可得:4.解析 (1) 當(dāng)棒先向下運(yùn)動(dòng)時(shí),在和以及導(dǎo)軌所組

11、成的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,于是棒受到向下的安培力,棒受到向上的安培力,且二者大小相等。釋放棒后,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,分別以和為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量定理,則有: 代入數(shù)據(jù)可解得:(2)在、棒向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,棒產(chǎn)生的加速度,棒產(chǎn)生的加速度。當(dāng)棒的速度與棒接近時(shí),閉合回路中的逐漸減小,感應(yīng)電流也逐漸減小,則安培力也逐漸減小。最后,兩棒以共同的速度向下做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng)。5.解析:金屬桿甲的加速度為a=1.37 m/s2時(shí),甲、乙的速度分別為、對(duì)甲:對(duì)甲、乙: 代入數(shù)據(jù)得8.15m/s  1.85m/s6解析:(1)ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) , ab棒中電流 , 方向由 (2)當(dāng)ab棒與cd棒

12、速度相同時(shí),cd棒的速度最大,設(shè)最大速度為由動(dòng)量守恒定律 由能量守恒關(guān)系 Qmv(2m)v Qmv (3)設(shè)ab棒的速度為時(shí), cd棒的速度為由動(dòng)量守恒定律: 。 ; ; I= Icd棒受力為 ; 此時(shí)cd棒加速度為 7.(1)設(shè)ab棒進(jìn)入水平導(dǎo)軌的速度為,ab棒從圓弧導(dǎo)軌滑下機(jī)械能守恒:離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí),設(shè)ab棒的速度為,cd棒的速度為,ab棒與cd棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),動(dòng)量守恒, 依題意>,兩棒離開(kāi)導(dǎo)軌做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,由平拋運(yùn)動(dòng)水平位移可知:=x1:x2=3:1 ,聯(lián)立解得 , (2)ab棒剛進(jìn)入水平導(dǎo)軌時(shí),cd棒受到的安培力最大,此時(shí)它的加速度最大,設(shè)此時(shí)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為, , c

13、d棒受到的安培力為: 根據(jù)牛頓第二定律,cd棒的最大加速度為: 聯(lián)立解得: (3)根據(jù)能量守恒,兩棒在軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱為: 聯(lián)立并代入和解得: 8.解析:(1)由機(jī)械能守恒定律: b剛滑到水平軌道時(shí)加速度最大,E=BLvb1,由牛頓第二定律有:F安=BIL=Ma (2)由動(dòng)量定理有: -BILt=Mvb2Mvb1, 即:-BLq=Mvb2Mvb1 根據(jù)牛頓第三定律得:N=N=mg, (3)能量守恒有 動(dòng)量守恒定律 9.解析:(1)根據(jù)左手定則判斷知b棒向左運(yùn)動(dòng)。a棒從h0高處釋放后在彎曲導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒,有 得: a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí) , 此時(shí)感應(yīng)電流大小 此時(shí)b棒受到的安培力大

14、小,依題意,有,求得:(2)由于a棒從小于進(jìn)入h0釋放,因此b棒在兩棒相碰前將保持靜止。流過(guò)電阻R的電量 ; 又因: 所以在a棒穿過(guò)磁場(chǎng)I的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電量:q=It,故:(3分)(沒(méi)有推導(dǎo)過(guò)程得1分)將要相碰時(shí)a棒的速度 此時(shí)電流:,此時(shí)b棒電功率:10.(1) a棒從h0高處釋放后在彎曲導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒,有mgh=12mv02 解得: v0=2gh a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí) E=BLv0 , 此時(shí)通過(guò)a、b的感應(yīng)電流大小為 解得:I=BL2gh2R a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí),b棒受到的安培力大小F=2BIL 為使b棒保持靜止必有F<15mg 由 聯(lián)立解得:h<m2gR250B4L4 (2)由題意知當(dāng)金屬棒a進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí),由左手定則判斷知a棒向右做減速運(yùn)動(dòng);b棒向左運(yùn)動(dòng)加速運(yùn)動(dòng)。二者產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相反,故當(dāng)二者的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等時(shí)閉合回路的電流為

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論