高中物理---電磁感應(yīng)經(jīng)典計(jì)算題

1、電磁感應(yīng)經(jīng)典計(jì)算題2、如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角=37，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5，金屬導(dǎo)軌的其它電阻不計(jì)，g取10m/s2。已知sin37=0.60，cos37=0.80，試求： （1）通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大小、方向；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小。

2、3、如圖，平行金屬導(dǎo)軌MN 、PQ傾斜與水平面成30角放置，其電阻不計(jì)，相距為l0.2 m導(dǎo)軌頂端與電阻R相連， .在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌水平放置一根質(zhì)量為m=410-2kg、電阻為 的金屬棒ab. ab距離導(dǎo)軌頂端d0.2 m，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù) ；在裝置所在區(qū)域加一個(gè)垂直導(dǎo)軌平面，方向如圖的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=（0.2+0.5t）T，g取10 m/s2（1）若導(dǎo)體棒靜止，求通過(guò)電阻的電流（2）何時(shí)釋放導(dǎo)體棒，釋放時(shí)導(dǎo)體棒處于平衡狀態(tài)？（3）若t0時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T，此時(shí)釋放ab棒，要保證其以a2.5m/s2的加速度沿導(dǎo)軌向下做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)該如何隨時(shí)間

3、變化，寫(xiě)出其表達(dá)式4、如圖甲所示，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角=30，圖中間距為d的兩虛線和導(dǎo)軌圍成一個(gè)矩形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)導(dǎo)軌上端通過(guò)一個(gè)電流傳感器A連接一個(gè)定值電阻，回路中定值電阻除外的其余電阻都可忽略不計(jì)用一平行于導(dǎo)軌的恒定拉力拉著棒，使棒從距離磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)閐處由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)區(qū)域上方某位置時(shí)撤去拉力棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，傳感器記錄到回路中的電流I隨時(shí)間t變化的It圖象如圖乙所示已知重力加速度為g，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)求：（1）拉力F的大小和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?）定值電阻R的阻值（3）拉

4、力F作用過(guò)程棒的位移x5、如圖所示，傾斜角=30的光滑傾斜導(dǎo)體軌道（足夠長(zhǎng)）與光滑水平導(dǎo)體軌道連接軌道寬度均為L(zhǎng)=1m，電阻忽略不計(jì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)I僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域，方向水平向右，大小B1=1T；勻強(qiáng)磁場(chǎng)II僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B2=1T現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg，電阻均為R=0.5的相同導(dǎo)體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時(shí)由靜止釋放取g=10m/s2（1）求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大??；（2）若已知從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd棒達(dá)到最大速度的過(guò)程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J，求該過(guò)程中通過(guò)cd棒橫截面的電荷

5、量；（3）若已知cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)距水平軌道高度h=10m，cd棒由靜止釋放后，為使cd棒中無(wú)感應(yīng)電流，可讓磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化，將cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻記為t=0，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T，試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式6、如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角30，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B12T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)1m的金屬棒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m12kg、電阻為R11。兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中通過(guò)導(dǎo)線接一對(duì)水

6、平放置的平行金屬板，兩板間的距離和板長(zhǎng)均為d0.5m，定值電阻為R2=3，現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放，取g=10m/s2，求：（1）金屬棒下滑的最大速度為多大？（2）當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率P為多少？（3）當(dāng)金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí)，在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B23T，在下板右端且非常靠近下板的位置處有一質(zhì)量為m2=3104kg、所帶電荷量為q-1104C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)。要使帶電粒子能從金屬板間射出，初速度v應(yīng)滿足什么條件？ 7、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，磁動(dòng)力作為一種新型動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)越越多的應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)，如圖所示

7、為電磁驅(qū)動(dòng)裝置的簡(jiǎn)化示意圖，兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為q，導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，兩導(dǎo)軌上端之間接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直跨接在導(dǎo)軌上，接觸良好，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=tan，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且在導(dǎo)軌平面上的矩形區(qū)域（如圖中虛線框所示）內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。（導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)）（1）若磁場(chǎng)保持靜止，導(dǎo)體棒在外力的作用下以速度v0沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)，求通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流大小和方向；（2）當(dāng)磁場(chǎng)以某一速度沿導(dǎo)軌平面勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以使導(dǎo)體棒以速度V0沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，求磁場(chǎng)

8、運(yùn)動(dòng)的速度大??；（3）為維持導(dǎo)體棒以速度v0沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，外界必須提供能量，此時(shí)系統(tǒng)的效率為多少。 （效率是指有用功率對(duì)驅(qū)動(dòng)功率或總功率的比值）8、相距L1.5m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m11kg金屬棒ab和質(zhì)量為m20.27kg的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖（a）。虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75，兩棒總電阻為1.8，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。ab棒在方向豎直向上，大小按圖（b）規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開(kāi)始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放。 求出磁感應(yīng)

9、強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度的大??；已知在2s內(nèi)外力F做功40J，求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；判斷cd棒將做怎樣的運(yùn)動(dòng)，求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0，并在圖（c）中定性畫(huà)出cd棒所受摩擦力fcd隨時(shí)間變 化的圖像。9、如圖所示，通過(guò)水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅線框，為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線框，讓線框隨傳送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶平面向下），觀察線框進(jìn)入磁場(chǎng)后是否相對(duì)傳送帶滑動(dòng)就能夠檢測(cè)出未閉合的不合格線框。已知磁場(chǎng)邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直，MN與PQ間的距離為d，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。各線框質(zhì)量均為m，電阻均為R，邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)（Ld

10、)；傳送帶以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，線框與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。線框在進(jìn)入磁場(chǎng)前與傳送帶的速度相同，且右側(cè)邊平行于MN進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)閉合線框的右側(cè)邊經(jīng)過(guò)邊界PQ時(shí)又恰好與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長(zhǎng)，且在傳送帶上始終保持右側(cè)邊平行于磁場(chǎng)邊界。對(duì)于閉合線框，求：（1）線框的右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力的大小；（2）線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)加速度的最大值以及速度的最小值；（3）從線框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)后又相對(duì)傳送帶靜止的過(guò)程中，傳送帶對(duì)該閉合銅線框做的功。 10、如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd，質(zhì)量為m、電阻為R，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹镠（HL）線框豎直上拋，cd邊以V0的速度向上進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間， ab邊以V0/2 的速度離開(kāi)磁場(chǎng)，再上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)不計(jì)空氣阻力，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框不轉(zhuǎn)動(dòng)求線框（1）ab邊向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的安培力；（2）向上通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）向上完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中所通過(guò)橫截面的電荷量 11、一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合金屬導(dǎo)線框，其質(zhì)量為m，回路電阻為R.圖中M、N、P為磁場(chǎng)區(qū)域的邊界，且均為水平，上下兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)