電磁感應力學綜合

1、 【例【例1】如圖所示，如圖所示，abcd是一個固定的是一個固定的 U 型金型金屬框架，屬框架，ab 和和 cd 邊都很長，邊都很長，bc 邊長為邊長為 l，框架的，框架的電阻可不計，電阻可不計，ef 是放置在框架上與是放置在框架上與bc平行的導體桿，平行的導體桿，它可在框架上自由滑動它可在框架上自由滑動(無摩擦無摩擦)，它的電阻為，它的電阻為 R .現(xiàn)現(xiàn)沿垂直于框架平面的方向加一恒定的勻強磁場，磁沿垂直于框架平面的方向加一恒定的勻強磁場，磁感應強度為感應強度為 B，方向垂直于紙面向里，已知以恒力，方向垂直于紙面向里，已知以恒力 F 向右拉導體向右拉導體 ef 時，時，導體桿最后勻速滑動，求導

2、體桿最后勻速滑動，求(1)電流的方向，電流的方向，e點電勢高還是點電勢高還是f點？點？(2)勻速滑動時的速度勻速滑動時的速度.電磁感應與動力學的綜合電磁感應與動力學的綜合【例【例2】如圖所示，在一個光滑金屬框架上垂直放置一如圖所示，在一個光滑金屬框架上垂直放置一根長根長l=0.4m的金屬棒的金屬棒ab，其電阻，其電阻r=0.1框架左端框架左端的電阻的電阻R=0.4垂直框面的勻強磁場的磁感強度垂直框面的勻強磁場的磁感強度B=0.1T當用外力使棒當用外力使棒ab以速度以速度v=5m/s右移時，右移時，ab棒中產生的感應電動勢棒中產生的感應電動勢E=_，通過，通過ab棒的電流棒的電流I=_ab棒兩端

3、的電勢差棒兩端的電勢差Uab= ，在電阻，在電阻R上上消耗的功率消耗的功率PR=_，在，在ab棒上消耗的發(fā)熱功率棒上消耗的發(fā)熱功率PR=_ ，切割運動中產生的電功率，切割運動中產生的電功率P=_ ab棒克服安培力做功的功率棒克服安培力做功的功率P=_ 0.2v0.4A0.16v0.064W0.016W0.08W0.08W【例【例3】如圖所示，質量為如圖所示，質量為m的單桿的單桿ab以一定以一定的初速度的初速度v0在光滑的水平軌道上運動，在安培在光滑的水平軌道上運動，在安培力的作用下最終靜止，這個過程中安培力做力的作用下最終靜止，這個過程中安培力做了多少功？了多少功？ab桿減少的的動能去了哪里？

4、回桿減少的的動能去了哪里？回路中產生的焦耳熱是多少？路中產生的焦耳熱是多少？ 【例【例4】如圖，水平面上有兩根相距如圖，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的的足夠長的平行金屬導軌平行金屬導軌MN和和PQ，它們的電阻可忽略不計，在，它們的電阻可忽略不計，在M和和 P之間接有阻值為之間接有阻值為R 3.0的定值電阻，導體棒的定值電阻，導體棒ab長長0.5m，其電阻為，其電阻為r 1.0 ，與導軌接觸良好，與導軌接觸良好.整個裝整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，置處于方向豎直向上的勻強磁場中，B0.4T?，F(xiàn)使。現(xiàn)使ab以以v10ms的速度向右做勻速運動。的速度向右做勻速運動。（1）a b中的電流

5、多大中的電流多大? a b兩點間的電壓多大？兩點間的電壓多大？（2）維持）維持a b做勻速運動的外力多大？做勻速運動的外力多大？（3）a b向右運動向右運動1m的過程中，外力做的功是多少？電路的過程中，外力做的功是多少？電路中產生的熱量是多少？中產生的熱量是多少？ RBrPMNaQbv（1） 0.5A 1.5V（2）0.1N（3）0.1J 0.1J【例【例5】habdc2mghBabF【例【例6】如圖所示勻強磁場中，質量為如圖所示勻強磁場中，質量為m的單的單桿桿ab在外力在外力F的作用下的作用下沿光滑的水平軌道上沿光滑的水平軌道上從從靜止開始運動，經過距離靜止開始運動，經過距離 s 達到達到恒

6、定的速度恒定的速度v，求回路中產生的焦耳熱是多少？求回路中產生的焦耳熱是多少？ 【例【例7】一矩形線圈位于一隨時間一矩形線圈位于一隨時間t變化變化的磁場內，磁場方向垂直線圈所在的平的磁場內，磁場方向垂直線圈所在的平面面(紙面紙面)向里，如下圖甲所示磁感應向里，如下圖甲所示磁感應強度強度B隨隨t的變化規(guī)律如圖乙所示以的變化規(guī)律如圖乙所示以I表表示線圈中的感應電流，以圖甲中線圈上示線圈中的感應電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則以下的箭頭所示方向的電流為正，則以下的It圖中正確的是圖中正確的是()【例【例8】矩形導線框矩形導線框abcd固定在勻固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框強磁場

7、中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直所在平面垂直規(guī)定磁場的正方向規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里垂直紙面向里，磁感應強度，磁感應強度B隨時隨時間變化的規(guī)律如下圖所示若間變化的規(guī)律如下圖所示若規(guī)定規(guī)定順時針方向順時針方向為感應電流為感應電流i的正方向，的正方向，下列下列it圖中正確的是圖中正確的是()【例【例9】勻強磁場磁感應強度勻強磁場磁感應強度 B=0.2 T，磁場，磁場寬度寬度L=3m，一正方形金屬框邊長，一正方形金屬框邊長ab=1m，每，每邊電阻邊電阻r=0.2，金屬框以，金屬框以v=10m/s的速度勻速的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂

8、直，如圖所示，求：垂直，如圖所示，求：（1）畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬）畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內感應電流的框內感應電流的I-t圖線圖線（2）畫出）畫出ab兩端電壓的兩端電壓的U-t圖線圖線【例【例10】如圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應強如圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應強度大小均為度大小均為B，方向相反且垂直紙面，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其為其邊界，邊界，OO為其對稱軸。一導線折成邊長為為其對稱軸。一導線折成邊長為l的正方形的正方形閉合回路閉合回路abcd，回路在紙面內以恒定速度，回路在紙面內以恒定速度0向右運動，向右運動，當運動到關于當運動到關于OO對稱的位置

9、時對稱的位置時A穿過回路的磁通量為零穿過回路的磁通量為零B回路中感應電動勢大小回路中感應電動勢大小 為為2Bl0C回路中感應電流的方向回路中感應電流的方向 為順時針方向為順時針方向D回路中回路中ab邊與邊與cd邊所受邊所受 安培力方向相同安培力方向相同【例【例11】兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L,底端接底端接阻值為阻值為R的電阻。將質量為的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示。除

10、電阻的勻強磁場垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計?，F(xiàn)將外其余電阻不計。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB.金屬棒向下運動時，流過電阻金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為的電流方向為abC.金屬棒的速度為金屬棒的速度為v時，所受的按培力大小為時，所受的按培力大小為F=D.電阻電阻R上產生的總熱量上產生的總熱量 等于金屬棒重力勢能的減少等于金屬棒重力勢能的減少22B L vR【例【例5】Fabdc0dv (16分分)(2010年寧波模擬年寧波模擬)如下圖所示，如下圖所示，兩

11、足夠長平行光滑的金屬導軌兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為相距為L，導軌平面與水平面夾角，導軌平面與水平面夾角30，導軌電阻，導軌電阻不計磁感應強度為不計磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平的勻強磁場垂直導軌平面向上，長為面向上，長為L的金屬棒的金屬棒ab垂直于垂直于MN、PQ放放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為的質量為m、電阻為、電阻為R.兩金屬導軌的上端連接兩金屬導軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻右端電路，燈泡的電阻RL4R，定值電阻，定值電阻R12R，電阻箱電阻調到使，電阻箱電阻調到使R212R，重力加速度，重力加速度為為g，

12、現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，試求：，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，試求：(1)金屬棒下滑的最大速度為多大？(2)當金屬棒下滑距離為s0時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2s0的過程中，整個電路產生的電熱【思維通道】解答本題時應注意以下兩點：(1)金屬棒在F安mgsin 時，速度最大(2)金屬棒在下滑過程中能量守恒1(2009年高考天津理綜)如右圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R，質量不能忽略的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于()A棒的機械能增加量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【解析】棒受重力G、拉力F和安培力F安的作用由動能定理：WFmghW安Ek得WFW安Ekmgh即力F做的功與安培力做功的代數(shù)和等于機械能的增加量選A.【答案】A2如右圖所示，邊長為L的正方形導線框質量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊剛進入磁場時的一半，磁