電磁感應(yīng)單桿模型專項訓(xùn)練

1、,磁場的磁感應(yīng)MNI±,使金屬觸良好,數(shù)為n,阻。貝U,1 .如圖所示，固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中（磁場足夠大）強(qiáng)度為B,點(diǎn)a、b是U形導(dǎo)線框上的兩個端點(diǎn)。水平向右恒力F垂直作用在金屬棒棒MN以速度v向右做勻速運(yùn)動。金屬棒 吊2£度為L,恰好等于平行軌道間距，且始終與導(dǎo)線框接不計摩擦阻力，金屬棒 MN的電阻為R已知導(dǎo)線ab的橫截面積為 S單位體積內(nèi)自由電子 電子電量為e,電子定向移動的平均速率為 v?。導(dǎo)線ab的電阻為R,忽略其余導(dǎo)線框的電 在 t時間內(nèi)A.導(dǎo)線ab中自由電子從a向b移動B.金屬棒MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q=FLC.導(dǎo)線ab受到的安培力大小

2、F安=nSLeV?B.v 二 J X >'>：x'F ' XD.通過導(dǎo)線ab橫截面的電荷量為 萼R2.如圖所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，勻強(qiáng)磁場的磁感,應(yīng)強(qiáng)度B= 2.0T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向外，導(dǎo)體棒 ab長L=0.2 m （與導(dǎo)軌的寬度相同，接觸良好） r = 1.0 Q,導(dǎo)軌電阻不計。當(dāng)導(dǎo)體棒緊貼導(dǎo)軌勻速下滑時，兩只均標(biāo)有“ 恰好正常發(fā)光。求：（1）通過導(dǎo)體棒電流的大小和方向；（2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動的速度大小。,其電阻3V, 1.5 W”字樣的小燈泡3.如圖所示，兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌MN PQ固定在傾角0=37。的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R=3的

3、定值電阻，下端開口，軌道間距L=1 m。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向上。質(zhì)量n=1kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，ab在導(dǎo)軌之間的電阻 r=1Q,電路中其余電阻不計。金屬棒ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動時始終垂直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好。不計空氣阻力影響。已知金屬棒ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù) =0.5, sin372=0.6 , cos37 =0.8 ,取 g=10m/s 。求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動的最大速度vm；求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中，電阻R上的最大電功率 誄;若從金屬棒ab開始運(yùn)動至達(dá)到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J ,求流過電阻R的

4、總電荷量q。4. （12分）如圖所示，光滑軌同一水平面內(nèi)平行固定放置，其d=1.0m ,右端通過導(dǎo)線與阻值 的電阻相連，在正方形區(qū)域CDGH 向下的勻強(qiáng)磁場.一質(zhì)量 阻值r=0.5 的金屬棒，在與金MN PQ間 距R=2.0 Q 內(nèi)有豎直m=100g、屬棒垂直、大小為F=0.2N的水平恒力作用下，從 CH&側(cè)x=1.0m處由靜止開始運(yùn)動，剛進(jìn)入磁場區(qū)域時恰好做勻速直線運(yùn)動.不考慮導(dǎo)軌電阻，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.求：(1)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大??；(2)金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱；(3)其它條件不變，如果金屬棒進(jìn)入磁場時立即撤掉恒力F,試討論金屬棒是

5、否能越過磁場區(qū)域并簡要說明理由CDN導(dǎo)腳ab垂直腰”2”架上,；磁感應(yīng)強(qiáng)度|B=0.50T。t=0時,5.如圖15所示，M MNN為放置在粗糙絕緣水平面,的U型金屬木g架乂吊8(和:NN貨“平行且足夠長，間距 l=0.40m,質(zhì)量 M=0.20kg 。質(zhì)量 m=0.10kg白導(dǎo)體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻榭中垂直于導(dǎo)體棒將要開始運(yùn)動,ab施加一水平向右的恒力 F=2.0N ,導(dǎo)爐棒 此時導(dǎo)體棒的速度 vi=6.0m/s ;經(jīng)過一段山間 ab從靜止開始運(yùn)力己當(dāng)義t圣時小金屬框架當(dāng)t=t2時，導(dǎo)體移ab速度V2=12.0m/s ;金屬框架白速度 V3=0.5m/s。在運(yùn)動過程

6、中，導(dǎo)伸$ab始考與 MM和NN中直且接觸良好。g知導(dǎo)Q體棒ab的電阻r=0.30 Q,框架 MNB分的阻值 R=0.10 Q,其余電而不計。設(shè)框架與水平面間的最大靜2 .一摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s。求：圖15(1 )求動摩擦因數(shù) L ;(2)當(dāng)t=t2時，求金屬框架的加速度；(3)若在0ti這段時間內(nèi)，MN±產(chǎn)生的熱量Q=0.10J ,求該過程中導(dǎo)體棒 ab位移x的大小。6. (12分)如圖1所示，兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌 MN PQt目距為L,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為，金屬棒ab垂直于MN PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁場的

7、方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為區(qū)金屬導(dǎo)軌的上端與開關(guān)S、定值電阻R和電阻箱 R相連。不計一切摩擦，不計導(dǎo)軌、金屬棒的電阻，重力加速度為go現(xiàn)在閉合開關(guān) S,將金屬棒由靜止釋放。(1)判斷金屬棒ab中電流的方向；(2)若電阻箱 R接入電路的阻值為 0,當(dāng)金屬棒下降高度為 h時，速度為v,求此過程中定值電阻 上產(chǎn)生的焦耳熱Q;B=0.40T , L=0.50m,37。時，金屬棒能達(dá)到的最大速度Vm隨電阻箱R阻值的變化關(guān)系,如圖2所示。取g = 10m/s 2, sin37 ° = 0.60 , cos37 ° = 0.80 。求阻值 R和金屬棒的質(zhì)量 m>7.

8、 (10分)如圖所示，U形導(dǎo)線框 MNQPK平放置在 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中，磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，導(dǎo)線MND PQ足夠長，間距為L= 0.5m,橫跨在導(dǎo)線框上的導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=1.0 Q,接在NQ間的電阻R=4.0 Q,電壓表為理想電表，其余電阻不計。若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度v =2.0m/s向左做勻速直線運(yùn)動，不計導(dǎo)體棒與導(dǎo)線框間的摩擦。求：(1)通過導(dǎo)體棒ab的電流大小和方向;(2)電壓表的示數(shù)；(3)若某一時刻撤去水平外力,產(chǎn)生的熱量。8. (8分)如圖15所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN PQ平彳族置在傾角為 6軸絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌

9、間b距為L。一根質(zhì)量為 m的均勻直金屬桿 ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直, 強(qiáng)磁場中。金屬桿 ab中通有大小為I的電流。已知重力加Q且接觸良好，整套裝置處于勻速度為g。(1)若勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下，且不計金屬桿ab之間的摩擦，金屬桿 ab靜止在軌道上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大(2)若金屬桿ab靜止在軌道上面，且對軌道的壓力零。試說明磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向應(yīng)滿足什么條件；(3)若勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下，金屬桿 ab與導(dǎo) 的動摩擦因數(shù)為且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。欲使金屬桿MQ圖15和導(dǎo)軌??；恰好為軌之間ab靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值是多E=12V,內(nèi)阻r=1.0?,電阻R=11?。g取10m/s2

10、,忽略金屬導(dǎo)軌且不計金屬桿ab和導(dǎo)軌之間的摩。右取大大。9. (8分)如圖13所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN PQ平行放置在傾角為？=30?的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L=20cm。一根質(zhì)量為mF10g的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，整 套裝置處于勻強(qiáng)磁場中。已知電源電動勢 和金屬桿ab的電阻。求：(1)通過金屬桿ab的電流；(2)若勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下，擦，金屬桿ab靜止在軌道上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?3)如果金屬桿ab與導(dǎo)軌之間有摩擦，且動摩擦因數(shù)靜摩擦力等于滑動摩擦力，欲使桿ab靜止，所加勻強(qiáng)磁場方向垂直斜面向下，則磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大小應(yīng)滿足什么條件。10.

11、 (12分)如圖22所示，兩根電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN PC®定于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距d=0.40m,端與阻值R=0.15 的電阻相連。導(dǎo)軌間x>0 一側(cè)存在一個方向與導(dǎo)軌平面垂直的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿x方向均勻減小，可表示為B 0.50(4 x)。一根質(zhì)量m=0.80kg、電阻r=0.05 的金屬棒置于導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。棒在外力作用下從x=0處以初速度V0=0.50m/s沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動。已知運(yùn)動過程中電阻上消耗的功率不變。(1)求金屬棒在x=0處時回路中的電流；(2)求金屬棒在x=2.0m處速度的大?。?3)金屬棒從x=0運(yùn)動到x=2.0m的過程中：a.在圖23中畫出金屬棒所受安培力 Fa隨x變化的關(guān)系圖線； b.求外力所做的功。11. (13分)如圖，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩根足夠長的平行光滑金屬軌道MNPQ固定在水平面內(nèi)，相距為 L。一質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒ab垂直于MN PQ放在軌道上，與軌道接觸良好。 軌道和導(dǎo)體棒的電阻均不計。(1)如圖1,若軌道左端 MP可接一阻值為R的電阻，導(dǎo)體棒在拉力F的作用下以速度v沿軌道做勻速運(yùn)動。請通過公式推導(dǎo)證明：在任意一段時間At內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲取的電能相等。(2)如圖2,若軌道左端接一電動勢為E、內(nèi)阻為Mr的電姆