電磁感應計算題

1、2008高考考前非選擇題沖刺之三電磁感應計算題1dLL如圖所示，光滑導軌MN、PQ在同一水平內平行固定放置，其間距d=1m，右端通過導線與阻值RL=8的小燈泡L相連，CDEF矩形區(qū)域內有豎直向下磁感應強度T的勻強磁場，一質量m=50g、阻值為R=2的金屬棒在恒力F作用下從靜止開始運動m后進入磁場恰好做勻速直線運動。(不考慮導軌電阻，金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸)。求： （1）恒力F的大??；（2）小燈泡發(fā)光時的電功率。2如圖所示，足夠長的U形導體框架的寬度L = 0.5 m，電阻忽略不計，其所在平面與水平面成角，磁感應強度B = 0.8 T的勻強磁場方向垂直于導體框平面，一根質量m = 0

2、.2 kg，有效電阻R = 2的導體棒MN垂直跨放在U形框架上，該導體棒與框架間的動摩擦因數(shù)= 0.5。導體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動，通過導體棒截面的電量共為Q = 2 C。求： （1）導體棒勻速運動的速度； （2）導體棒從開始下滑到剛開始勻速運動這一過程中，導體棒的有效電阻消耗的電功。（sin 37°= 0.6 cos 37°= 0.8 g = 10m/s2）RPMabd0dooo1o1BQN3如圖，豎直放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間 OO1O1O 矩形區(qū)域內有垂直導軌平面向里、寬為d的勻強磁場，磁感應

3、強度為B一質量為m，電阻為r的導體棒ab垂直擱在導軌上，與磁場上邊邊界相距d0現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導軌電阻不計）求：（1）棒ab在離開磁場下邊界時的速度；（2）棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）試分析討論ab棒在磁場中可能出現(xiàn)的運動情況4如圖a所示，質量為m0.5 kg、電阻為r1W的跨接桿ab可以無摩擦地沿水平固定導軌滑行，導軌足夠長，兩導軌間寬度為L1 m，導軌電阻不計，電阻R11.5 W，R23 W，裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B1 T。桿從x軸原點O以水平初速

4、度向右滑行，直到停止。已知桿在整個運動過程中速度v隨位移x變化的關系如圖b所示。求：（1）在桿的整個運動過程中，電流對電阻R1做的功；（2）在桿的整個運動過程中，經(jīng)過電阻R1的電量；（3）要使R1產(chǎn)生1 J的熱量，桿需向右移動的距離及此時R1的功率。5設金屬框垂直導軌的邊長L=0.20m、總電阻R=l.6，實驗車與線框的總質量m=2.0kg，磁場Bl=B2=B1.0T，磁場運動速度v0=10m/s?；卮鹣铝袉栴}：（1）設t=0時刻，實驗車的速度為零，求金屬框受到的磁場力的大小和方向；（2）已知磁懸浮狀態(tài)下，實驗車運動時受到恒定的阻力 f1=0.20N，求實驗車的最大速率vm；（3）實驗車A與另

5、一輛磁懸浮正常、質量相等但沒有驅動裝置的磁懸浮實驗車P掛接，設A與P掛接后共同運動所受阻力f2=0.50N。A與P掛接并經(jīng)過足夠長時間后的某時刻，撤去驅動系統(tǒng)磁場，設A和P所受阻力保持不變，求撤去磁場后A和P還能滑行多遠？圖 （乙）B1vB2固定在列車下面的導線框A移動的磁場移動的磁場圖 （甲）6如圖所示，一邊長L = 0.2m，質量m1 = 0.5kg，電阻R = 0.1的正方形導體線框abcd，與一質量為m2 = 2kg的物塊通過輕質細線跨過兩定滑輪相連。起初ad邊距磁場下邊界為d1 = 0.8m，磁感應強度B=2.5T，磁場寬度d2 =0.3m，物塊放在傾角=53°的斜面上，物

6、塊與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.5?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)當ad邊從磁場上邊緣穿出時，線框恰好做勻速運動。（g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°= 0.6）求： （1）線框ad邊從磁場上邊緣穿出時繩中拉力的功率； （2）線框剛剛全部進入磁場時速度的大小； （3）整個運動過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱。1,3, 57如圖所示，兩根正對的平行金屬直軌道MN、M´N´位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l=0.50m，軌道的MM´端之間接一阻值R=0.40的定值電阻，NN´端與兩條位于豎直面內的半圓形光滑金屬軌道NP、N&#

7、180;P´平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為R0=0.50m直軌道的右端處于豎直向下、磁感應強度B=0.64 T的勻強磁場中，磁場區(qū)域的寬度d=0.80m，且其右邊界與NN´重合現(xiàn)有一質量m=0.20kg、電阻r=0.10的導體桿ab靜止在距磁場的左邊界s=2.0m處在與桿垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab桿開始運動，當運動至磁場的左邊界時撤去F，結果導體桿ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點PP´已知導體桿ab在運動過程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導體桿ab與直軌道之間的動摩擦因數(shù)=0.10，軌道的電阻可忽略不計，取g=10m/s2，求：（1）導

8、體桿剛進入磁場時，通過導體桿上的電流大小和方向；aFBsdbRMNPMNP（2）導體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量；（3）導體桿穿過磁場的過程中整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱8如圖一所示，abcd是位于豎直平面內的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質量為m，電阻為R。在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域， MN和M N 是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖二是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的速度時間圖象，圖像中坐標軸上所標出的字母均為已知量。求：（1）金屬框的邊長；（2）磁場的磁感應強度；（3）金屬線框在整

9、個下落過程中所產(chǎn)生的熱量。0t1t2t3t4v1v3v2vtN MNM abcd圖一圖二（1）當導體棒勻速下滑時其受力情況如圖：因為勻速下滑，設勻速下滑的速度為v，則：平行斜面：mgsin f F = 0垂直斜面：N mgcos= 0其中：f =N安培力：F = BIL電流強度I =感應電動勢= BLv由以上各式得：v = （2）通過導體的電量其中平均電流設物體下滑位移為s，則由以上各式得s =全程由動能定得：mgs · sin W安 mgcos· s =其中克服安培力做功W安等于導體棒的有效電阻消耗的電功W則W = mgs · sinmgcos· s

10、= (12 8 2.5) J = 1.5 J（1）對導體棒用動能定理： 2導體棒進入磁場恰好做勻速直線運動 2代入數(shù)據(jù)，根據(jù)、方程可解得：N，m/s各1（2）3 PL=5.12W 3（1）cd棒靜止 （1分） （1分） （1分） ，cd棒開始向右運動； （1分） ，cd棒靜止； （1分），cd棒開始向左運動 （1分）（2）cd棒勻速運動可能有兩種情況：勻速向右運動和勻速向左運動cd棒勻速向右運動時 （1分） （2分）cd棒勻速向左運動時 （1分） （2分） （3）不論cd棒向左或向右勻速運動 回路的電功率P電= （2分） 不論cd棒向左或向右勻速運動，外力的功率 （2分）解：（1）設導體桿在F

11、的作用下運動至磁場的左邊界時的速度為v1，根據(jù)動能定理則有 （F-mg）s=mv12 導體桿剛進入磁場時產(chǎn)生的感應電動勢E=Blv1此時通過導體桿上的電流大小I=E/（R+r）=3.8A（或3.84A）根據(jù)右手定則可知，電流方向為由b向a（2）設導體桿在磁場中運動的時間為t，產(chǎn)生的感應電動勢的平均值為E平均，則由法拉第電磁感應定律有 E平均=/t=Bld/t 通過電阻R的感應電流的平均值 I平均=E平均/（R+r）通過電阻R的電荷量 q=I平均t=0.512C（或0.51C）（3）設導體桿離開磁場時的速度大小為v2，運動到圓軌道最高點的速度為v3，因導體桿恰好能通過半圓形軌道的最高點，根據(jù)牛頓

12、第二定律對導體桿在軌道最高點時有mg=mv32/R0 對于導體桿從NN運動至PP的過程，根據(jù)機械能守恒定律有mv22=mv32+mg2R0 解得v2=5.0m/s 導體桿穿過磁場的過程中損失的機械能E=mv12mv22=1.1J 此過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱為 Q=E-mgd=0.94J tesoon天·星om權天·星om權T 天星版權tesoontesoontesoon天星解：(1)由圖知：桿達到穩(wěn)定運動時的電流為1.0A-(2分) (2分) 得(1) (2)0.4s內通過電阻的電量為圖線與t軸包圍的面積 由圖知：總格數(shù)為144格(140150均正確，以下相應類推)(2分)

13、 q=144×0.04×0.04C=0.23C (2分) (3)由圖知：0.4s末桿的電流I=0.86A (2分) (2分)【解析】本題考查對復雜物理過程的分析能力、從圖象讀取有用信息的能力?？疾檫\動學知識、牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應定律、動能定理等知識?？疾檫壿嬐评砟芰Α⒎治鼍C合運用能力和運用物理知識解決物理問題能力。（1）由圖象可知，金屬框進入磁場過程中是做勻速直線運動，速度為v1，運動時間為t2t1 所以金屬框的邊長 （2分）（2）在金屬框進入磁場的過程中，金屬框所受安培力等于重力 （2分） （2分） 解得 （2分）（3）金屬框在進入磁場過程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q1，重力對其做正功，安培力對其做負功，由動能定理得 W重W安0 Q1W安 Q1W重mgl （3分）金屬框在離開磁場過程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q2，重力對其做正功，安培力對其做負功，由動能定理得 W重W /安 Q2W /安 （2分）線框產(chǎn)