電磁感應中的能量問題

1、復習精要復習精要036. 江蘇泰州市江蘇泰州市0708學年度第二學期期初聯考學年度第二學期期初聯考15 042. 08年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學情況調查（一）年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學情況調查（一）15 028. 上海普陀區(qū)上海普陀區(qū)08年年1月期末調研試卷月期末調研試卷20024. 上海市徐匯區(qū)上海市徐匯區(qū)07年第一學期期末試卷年第一學期期末試卷9031. 上海市靜安區(qū)上海市靜安區(qū)07-08學年第一學期期末檢測學年第一學期期末檢測23 030. 揚州市揚州市07-08學年度第一學期期末調研試卷學年度第一學期期末調研試卷17 035. 廣東茂名市廣東茂名市2007年第二次?？寄甑诙文？?9 03

2、7. 2008屆南通市第一次調研考試屆南通市第一次調研考試16 063. 上海市南匯區(qū)上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試年第二次模擬考試24043. 南通、揚州、泰州三市南通、揚州、泰州三市08屆第二次調研測試屆第二次調研測試14 060. 徐州市徐州市0708學年度第三次質量檢測學年度第三次質量檢測15gk002. 2008年高考理綜全國卷年高考理綜全國卷24 復習精要復習精要1. 產生和維持感應電流的存在的過程就是其它形式產生和維持感應電流的存在的過程就是其它形式的能量轉化為感應電流電能的過程。的能量轉化為感應電流電能的過程。導體在達到穩(wěn)定狀態(tài)之前導體在達到穩(wěn)定狀態(tài)之前, ,外力移動導體所做

3、的功，外力移動導體所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，轉化為產生感應電流一部分消耗于克服安培力做功，轉化為產生感應電流的電能或最后在轉化為焦耳熱，另一部分用于增加導的電能或最后在轉化為焦耳熱，另一部分用于增加導體的動能，即體的動能，即E電電WF Wf =EQ當導體達到穩(wěn)定狀態(tài)（作勻速運動時），外力所做的當導體達到穩(wěn)定狀態(tài)（作勻速運動時），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并轉化為感應電流功，完全消耗于克服安培力做功，并轉化為感應電流的電能或最后在轉化為焦耳熱的電能或最后在轉化為焦耳熱E電電QWF =Wf 2.在電磁感應現象中，能量是守恒的。楞次定在電磁感應現象中，能量是守恒的。楞次定律

4、與能量守恒定律是相符合的，認真分析電磁律與能量守恒定律是相符合的，認真分析電磁感應過程中的能量轉化，熟練地應用能量轉化感應過程中的能量轉化，熟練地應用能量轉化與守恒定律是求解較復雜的電磁感應問題常用與守恒定律是求解較復雜的電磁感應問題常用的簡便方法。的簡便方法。3.安培力做正功和克服安培力做功的區(qū)別：安培力做正功和克服安培力做功的區(qū)別：電磁感應的過程，同時總伴隨著能量的轉化和電磁感應的過程，同時總伴隨著能量的轉化和守恒，當外力克服安培力做功時，就有其它形守恒，當外力克服安培力做功時，就有其它形式的能轉化為電能；當安培力做正功時，就有式的能轉化為電能；當安培力做正功時，就有電能轉化為其它形式的能

5、。電能轉化為其它形式的能。 4.在較復雜的電磁感應現象中，經常涉及求解焦耳熱在較復雜的電磁感應現象中，經常涉及求解焦耳熱的問題。尤其是變化的安培力，不能直接由的問題。尤其是變化的安培力，不能直接由 Q=I2Rt 解，用能量守恒的方法就可以不必追究變力、變電流解，用能量守恒的方法就可以不必追究變力、變電流做功的具體細節(jié)，只需弄清能量的轉化途徑，注意分做功的具體細節(jié)，只需弄清能量的轉化途徑，注意分清有多少種形式的能在相互轉化，用能量的轉化與守清有多少種形式的能在相互轉化，用能量的轉化與守恒定律就可求解，而用能量的轉化與守恒觀點，只需恒定律就可求解，而用能量的轉化與守恒觀點，只需從全過程考慮，不涉及

6、電流的產生過程，計算簡便。從全過程考慮，不涉及電流的產生過程，計算簡便。這樣用守恒定律求解的方法最大特點是省去許多細節(jié)這樣用守恒定律求解的方法最大特點是省去許多細節(jié)，解題簡捷、方便。，解題簡捷、方便。 036.江蘇泰州市江蘇泰州市0708學年度第二學期期初聯考學年度第二學期期初聯考15 15(本題本題12分分)如圖所示，光滑導軌如圖所示，光滑導軌MN、PQ在同在同一水平內平行固定放置，其間距一水平內平行固定放置，其間距d=1m，右端通過導，右端通過導線與阻值線與阻值RL=8的小燈泡的小燈泡L相連，相連，CDEF矩形區(qū)域內矩形區(qū)域內有豎直向下磁感應強度有豎直向下磁感應強度B=1T的勻強磁場，一質

7、量的勻強磁場，一質量m=50g、阻值為、阻值為R=2的金屬棒在恒力的金屬棒在恒力F作用下從靜作用下從靜止開始運動止開始運動s=2m后進入磁場恰好做勻速直線運動。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不考慮導軌電阻，金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸好接觸)。求：。求： （1）恒力）恒力F的大?。坏拇笮?；（2）小燈泡發(fā)光時的電功率。）小燈泡發(fā)光時的電功率。LFMdsFEPQDCN解：解：（1）對導體棒用動能定理：）對導體棒用動能定理：221mvFs 導體棒進入磁場恰好做勻速直線運動導體棒進入磁場恰好做勻速直線運動dRRBdvBBIdFL 代入數據，根據、方程

8、可解得：代入數據，根據、方程可解得：8N0.F 8m/s v（2）LLLR)RRBdv(P 2PL=5.12W 042.08年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學情況調查（一）年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學情況調查（一）15 15（14分）如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬分）如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌導軌MN和和PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.2m，電阻，電阻R=0.4，導軌上靜止放置一質量，導軌上靜止放置一質量m=0.1kg、電阻、電阻r=0.1的金屬桿，導軌電阻忽略不計，的金屬桿，導軌電阻忽略不計，整個裝置處在磁感應強度整個裝置處在磁感應強度B=0.5T的勻強

9、磁場中，磁場的勻強磁場中，磁場的方向豎直向下，現用一外力的方向豎直向下，現用一外力F沿水平方向拉桿，使沿水平方向拉桿，使之由靜止起做勻加速運動并開始計時，若之由靜止起做勻加速運動并開始計時，若5s末理想電末理想電壓表的讀數為壓表的讀數為0.2V.求：求：（1）5s末時電阻末時電阻R上消耗的電功率；上消耗的電功率；（2）金屬桿在）金屬桿在5s末的運動速率；末的運動速率；（3）5s末時外力末時外力F的功率的功率.FMVRQNP解：（解：（1）W102.RUPR （2）E=BlvrREI U=IR由以上各式得由以上各式得v=2.5m/s （3）金屬棒的加速度）金屬棒的加速度2m/s50.tva 由牛

10、頓定律由牛頓定律F - F安安 = maF安安 = B I l P=F v由以上各式得由以上各式得P=0.25W028.上海普陀區(qū)上海普陀區(qū)08年年1月期末調研試卷月期末調研試卷20 20、（、（12分）如圖所示，一有界勻強磁場，磁感應強分）如圖所示，一有界勻強磁場，磁感應強度大小均為度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為寬度均為L，在磁場區(qū)域的左側相距為，在磁場區(qū)域的左側相距為L處，有一邊處，有一邊長為長為L的正方形導體線框，總電阻為的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面，且線框平面與磁場方向垂直?，F使線框以速度與磁場方向垂直?，F使線框以速

11、度V勻速穿過磁場區(qū)勻速穿過磁場區(qū)域。若以初始位置為計時起點，規(guī)定域。若以初始位置為計時起點，規(guī)定B垂直紙面向里垂直紙面向里時為正，時為正，（1）試畫出線框通過磁場區(qū)域過程中，線框中的磁）試畫出線框通過磁場區(qū)域過程中，線框中的磁通量通量與前進的時間與前進的時間t之間的函數關系；之間的函數關系； （2）求線框在通過磁場過程中）求線框在通過磁場過程中,線框中電流的最大值線框中電流的最大值;（3）求線框在通過磁場過程中）求線框在通過磁場過程中,拉力功率的最大值；拉力功率的最大值；（4）在此過程中，線框中產生的熱量）在此過程中，線框中產生的熱量Q。解：解：(1)LLLBLB0)V/L( t )BL(2

12、124 2見圖見圖(2)線框穿過兩磁場分界區(qū)域過程中電流最大線框穿過兩磁場分界區(qū)域過程中電流最大RBLVREIMAX22(3)R/VLBBILFF22安422R/VLBFVP2224(4) 線框進入左磁場和穿過線框進入左磁場和穿過右磁場過程中的感應電流右磁場過程中的感應電流I1RBLVREI1R/VLBRtIRtIQQQM3222121622024.上海市徐匯區(qū)上海市徐匯區(qū)07年第一學期期末試卷年第一學期期末試卷99如圖所示，相距為如圖所示，相距為d的兩條水平虛線的兩條水平虛線L1、L2之間是之間是方向水平向里的勻強磁場，磁感應強度為方向水平向里的勻強磁場，磁感應強度為B，正方形線，正方形線圈

13、圈abcd邊長為邊長為L（Ld）,質量為質量為m，電阻為，電阻為R，將線圈，將線圈在磁場上方高在磁場上方高h處靜止釋放，處靜止釋放，cd邊剛進入磁場時速度為邊剛進入磁場時速度為v0，cd邊剛離開磁場時速度也為邊剛離開磁場時速度也為v0，則線圈穿越磁場的，則線圈穿越磁場的過程中（從過程中（從cd邊剛進入磁場起一直到邊剛進入磁場起一直到ab邊離開磁場為止）邊離開磁場為止） （ ）22LBmgR（A）感應電流所做的功為）感應電流所做的功為mgd（B）感應電流所做的功為）感應電流所做的功為2mgd（C）線圈的最小速度可能為）線圈的最小速度可能為)dLh(g 2（D）線圈的最小速度一定為）線圈的最小速度

14、一定為dhdabcL1L2BB C D解見下頁解見下頁 cd邊剛進入磁場到邊剛進入磁場到cd邊剛離開磁場時過程中邊剛離開磁場時過程中, 動動能不變能不變, 由能量守恒定律由能量守恒定律, 感應電流所做的功等于重力感應電流所做的功等于重力勢能的減小勢能的減小mgd,即線圈進入磁場過程中感應電流所做即線圈進入磁場過程中感應電流所做的功為的功為mgd，解：解：dhdabcL1L2同理同理, 線圈離開磁場過程中感應電流所做的功也為線圈離開磁場過程中感應電流所做的功也為mgd, 則線圈穿越磁場的過程中感應電流所做的功為則線圈穿越磁場的過程中感應電流所做的功為2mgd. 則則B對對A錯。錯。 cd邊剛進入

15、磁場時速度為邊剛進入磁場時速度為v0，cd邊邊剛離開磁場時速度也為剛離開磁場時速度也為v0，可見線，可見線圈一定是先減速后加速再減速圈一定是先減速后加速再減速,線圈線圈的的ab邊離開磁場時的速度一定最小邊離開磁場時的速度一定最小.dhdabcL1L2從靜止開始到線圈剛穿出磁場的過程中，從靜止開始到線圈剛穿出磁場的過程中，由動能定理由動能定理)dLh(mgmgd)dLh(mgWWmvFGmin 2212)dLh(gvmin 2，D對。對。線圈剛好全部進入磁場時的速度也一定最小，這線圈剛好全部進入磁場時的速度也一定最小，這時的磁場力可能恰好等于時的磁場力可能恰好等于mg，mgFmgRvLBBILF

16、min 2222LBmgRvmin ，C對。對。題目題目031.上海市靜安區(qū)上海市靜安區(qū)07-08學年第一學期期末檢測學年第一學期期末檢測23 23（14分）質量為分）質量為m邊長為邊長為l的正方形線框，從有界的正方形線框，從有界的勻強磁場上方由靜止自由下落，線框電阻為的勻強磁場上方由靜止自由下落，線框電阻為R，勻，勻強磁場的寬度為強磁場的寬度為H（Hl），磁感強度為），磁感強度為B，線框下，線框下落過程中落過程中ab邊與磁場界面平行。已知邊與磁場界面平行。已知ab邊剛進入磁場邊剛進入磁場和剛穿出磁場時都作減速運動，加速度大小均為和剛穿出磁場時都作減速運動，加速度大小均為ag/3。試求：。試求

17、：（1）ab邊剛進入磁場時，線框的速度；邊剛進入磁場時，線框的速度；（2）cd邊剛進入磁場時，線框的速度；邊剛進入磁場時，線框的速度；（3）線框經過磁場的過程中產生的熱能。）線框經過磁場的過程中產生的熱能。cabHdB解：解：（1）設）設ab邊剛進入磁場時，線框的速度邊剛進入磁場時，線框的速度v1 ，對線框有：，對線框有：mgmamgF31 RvlBRBLBILF122 由、得：由、得：22134lBmgRv BcabHdv1（2）設）設cd邊剛進入磁場時，線框的速度邊剛進入磁場時，線框的速度v2，v1BcabHdv2由于由于ab邊剛進入磁場和剛穿出磁場時都作減速運動邊剛進入磁場和剛穿出磁場時

18、都作減速運動,加速度大小相等，可見加速度大小相等，可見ab邊剛穿出磁場時的速度恰邊剛穿出磁場時的速度恰好也等于好也等于v1，從從cd邊剛進入磁場到邊剛進入磁場到ab邊剛穿出磁場，對線框有：邊剛穿出磁場，對線框有：22212121mvmv)lH(mg 由、得：由、得：)lH(glBRgmv2916442222題目題目 （3）從線框開始進入磁場到完全穿出磁場，減）從線框開始進入磁場到完全穿出磁場，減少的機械能全部轉化為電能。少的機械能全部轉化為電能。減少的動能為：減少的動能為：)lH(mgmvmvEk22212121減少的重力勢能為：減少的重力勢能為：)lH(mgEp 產生的熱能為：產生的熱能為：

19、mgHEEEpk2電電v2BcabHdv1題目題目第第2頁頁030.揚州市揚州市07-08學年度第一學期期末調研試卷學年度第一學期期末調研試卷17 17如圖所示，一邊長如圖所示，一邊長L = 0.2m，質量，質量m1 = 0.5kg，電，電阻阻R = 0.1的正方形導體線框的正方形導體線框abcd，與一質量為，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邊距磁場下邊界為邊距磁場下邊界為d1 = 0.8m，磁感應強度，磁感應強度B=2.5T，磁，磁場寬度場寬度d2 =0.3m，物塊放在傾角，物塊放在傾角=53的斜面上，物的斜面上，

20、物塊與斜面間的動摩擦因數塊與斜面間的動摩擦因數=0.5。現將物塊由靜止釋?，F將物塊由靜止釋放，經一段時間后發(fā)現當放，經一段時間后發(fā)現當ad邊從磁場上邊緣穿出時，邊從磁場上邊緣穿出時，線框恰好做勻速運動。線框恰好做勻速運動。(g取取10m/s2, sin53=0.8, cos53= 0.6）求：）求：（1）線框）線框ad邊從磁場上邊緣穿出時繩中拉力的功率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；）線框剛剛全部進入磁場時速度的大??；（3）整個運動過程中線框產生的焦耳熱。）整個運動過程中線框產生的焦耳熱。解：解：d1d2badcm2（1）由于線框勻速出磁場，則對）由

21、于線框勻速出磁場，則對m2有：有：022Tcosgmsingm 得得 T=10N對對m1有：有：01BILgmT又因為又因為RBLvI 聯立可得：聯立可得：m/s22212RLBgm)cos(singmv 所以繩中拉力的功率所以繩中拉力的功率P=Tv=20W （2）從線框剛剛全部進入磁場到線框）從線框剛剛全部進入磁場到線框ad邊剛要離邊剛要離開磁場，由動能定理得開磁場，由動能定理得KEv )mm()Ld(gm)Ld)(cosgmsingm(2212122221 且且202121v )mm(Ek解得解得m/s9151030.v（3）從初狀態(tài)到線框剛剛完全出磁場，由能的轉化與）從初狀態(tài)到線框剛剛完

22、全出磁場，由能的轉化與守恒定律可得守恒定律可得221211212221v )mm(Q)Ldd(gm)Ldd)(cosmsingm( 將數值代入，整理可得線框在整個運動過程中產生將數值代入，整理可得線框在整個運動過程中產生的焦耳熱為：的焦耳熱為：Q = 1.5 J 題目題目035.廣東茂名市廣東茂名市2007年第二次?？寄甑诙文？?9 19（17分）如圖，光滑平行的水平金屬導軌分）如圖，光滑平行的水平金屬導軌MN、PQ相距相距l(xiāng)，在，在M點和點和P點間接一個阻值為點間接一個阻值為R的電阻，在兩導的電阻，在兩導軌間軌間OO1O1O 矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向下、矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向

23、下、寬為寬為d的勻強磁場，磁感強度為的勻強磁場，磁感強度為B。一質量為。一質量為m，電阻，電阻為為r的導體棒的導體棒ab，垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距，垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距d0。現用一大小為?，F用一大小為F、水平向右的恒力拉、水平向右的恒力拉ab棒，使它棒，使它由靜止開始運動，棒由靜止開始運動，棒ab在離開磁場前已經做勻速直線在離開磁場前已經做勻速直線運動（棒運動（棒ab與導軌始終保持良好的接觸，導軌電阻不與導軌始終保持良好的接觸，導軌電阻不計）。求：計）。求：（1）棒）棒ab在離開磁場右邊界時的速度；在離開磁場右邊界時的速度；（2）棒）棒ab通過磁場區(qū)的過程通過磁場區(qū)的過程中

24、整個回路所消耗的電能；中整個回路所消耗的電能；（3）試分析討論）試分析討論ab棒在磁場棒在磁場中可能的運動情況。中可能的運動情況。RFBMNO1PQO OO 1abdd0 （1）ab棒離開磁場右邊界前做勻速運動的速度為棒離開磁場右邊界前做勻速運動的速度為V，產生的電動勢為：，產生的電動勢為：解：解：BLVE 電路中電流電路中電流 rREI 對對ab棒，由平衡條件得：棒，由平衡條件得： FBIl0解得解得22lB)rR(FV (2)由能量守恒定律由能量守恒定律 2021mVW)dd(F 電電解得解得 442202lB)rR(mF)dd(FW 電電（3）設棒剛進入磁場時速度為）設棒剛進入磁場時速度

25、為V0，則，則2021mVFd 當當V0=V，即，即 時，時，棒做勻速直線運動；棒做勻速直線運動；2021mVFd當當V0V，即，即 時，時，棒做先加速后勻速直線運動；棒做先加速后勻速直線運動；2021mVFd當當V0V，即，即 時，時，棒做先減速后勻速直線運動；棒做先減速后勻速直線運動； 題目題目037.2008屆南通市第一次調研考試屆南通市第一次調研考試16 16（15分）分） 如圖甲，相距為如圖甲，相距為L的光滑平行金屬導軌的光滑平行金屬導軌水平放置，導軌一部分處在垂直導軌平面的勻強磁場水平放置，導軌一部分處在垂直導軌平面的勻強磁場中，中，OO為磁場邊界，磁感應強度為為磁場邊界，磁感應強

26、度為B，導軌右側接有，導軌右側接有定值電阻定值電阻R，導軌電阻忽略不計。在距，導軌電阻忽略不計。在距OO為為L處垂直處垂直導軌放置一質量為導軌放置一質量為m、電阻不計的金屬桿、電阻不計的金屬桿ab。（1）若）若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動，其速桿在恒力作用下由靜止開始向右運動，其速度位移的關系圖象如圖乙所示，則在此過程中電阻度位移的關系圖象如圖乙所示，則在此過程中電阻R上產生的電熱上產生的電熱Q1是多少？是多少？ab桿在離開磁場前瞬間的加桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？速度為多少？（2）若）若a b桿固定在導軌上的初始位置，磁場按桿固定在導軌上的初始位置，磁場按LabOORB圖甲圖甲

27、x/mv/ms-1v1v23LL圖乙圖乙0Bt=Bcost規(guī)律規(guī)律由由B減小到零減小到零,在在此過程中電阻此過程中電阻R上產生的電熱為上產生的電熱為Q2,求求的大小。的大小。解解:（1）ab桿在位移桿在位移L到到3L的過程中，由動能定理的過程中，由動能定理)vv(m)LL(F2122213 ab桿在磁場中移動桿在磁場中移動L過程中過程中,恒力恒力F做的功等于做的功等于ab桿增桿增加的動能和回路產生的電能加的動能和回路產生的電能12121QmvFL 解得解得4331221)vv(mQ ab桿在離開磁場前瞬間，水平方向上受安培力桿在離開磁場前瞬間，水平方向上受安培力F安安和和外力外力F作用，加速度

28、作用，加速度a，RvLBF122安安mFFa安安 解得解得mRvLBLvva2221224 （2）當磁場按）當磁場按BtBcost 規(guī)律變化時，閉合回路規(guī)律變化時，閉合回路的磁通量的磁通量的變化規(guī)律為的變化規(guī)律為=BtS=BScostBL2cost該過程中穿過線圈的磁通量，與線圈在磁場中以角速該過程中穿過線圈的磁通量，與線圈在磁場中以角速度度勻速轉動規(guī)律相同，因此回路中產生交流電。勻速轉動規(guī)律相同，因此回路中產生交流電。電動勢最大值電動勢最大值EmBL2磁場減小到零，相當于線圈轉過磁場減小到零，相當于線圈轉過90，經歷四分之，經歷四分之一周期，過程中產生的電熱一周期，過程中產生的電熱41222

29、TR)E(Qm 2 T解得解得4224LBRQ 題目題目063.上海市南匯區(qū)上海市南匯區(qū)08年第二次模擬考試年第二次模擬考試2424（14分）如圖，一邊長分）如圖，一邊長L0.4m、質量、質量m10.2kg、電阻電阻R0.1的正方形導體線框的正方形導體線框abcd，與一質量為，與一質量為m21.0kg的物塊通過輕質細線跨過兩定滑輪相連。磁感的物塊通過輕質細線跨過兩定滑輪相連。磁感應強度應強度B1.0T，磁場寬度，磁場寬度d10.8m，開始時，開始時bc邊距磁邊距磁場下邊界為場下邊界為d21.0m，物塊放在傾角，物塊放在傾角53的斜面上，的斜面上，物塊與斜面間的動摩擦因數為物塊與斜面間的動摩擦因

30、數為 1/3。現將物塊由靜?，F將物塊由靜止釋放，經過一段止釋放，經過一段時間后發(fā)現當時間后發(fā)現當ad邊從磁場上邊緣邊從磁場上邊緣穿出時，線框恰好做勻速運動，穿出時，線框恰好做勻速運動，已知已知sin530.8，cos530.6取取g10m/s2。求：。求：d1d253abcd 設設ad邊從磁場上邊緣穿出時速度為邊從磁場上邊緣穿出時速度為 v1，物，物塊此后也勻速運動塊此后也勻速運動（1）線框）線框ad邊從磁場上邊緣穿出時速度的大??；邊從磁場上邊緣穿出時速度的大??；（2）線框）線框ad邊剛剛進入磁場時的動能；邊剛剛進入磁場時的動能；（3）線框從開始運動到全部穿出磁場的過程中產生）線框從開始運動到

31、全部穿出磁場的過程中產生的焦耳熱。的焦耳熱。解：（解：（1）d1d253abcdv1m2對對m2：053530202 singmcosgmT求得：求得： T 6 N對對m1：01 安安FgmTBILF 安安RBLvREI1 可求得：可求得： v12.5m/s （2）設線框）設線框ad邊剛剛進入磁場時，速度為邊剛剛進入磁場時，速度為v2，對整體有對整體有d1d253abcdv2m222212120202215353v )mm()Ld(gm)Ld)(cosgmsingm( 解得解得v22m/s 故故J4021221.vmEk （3）從開始運動到）從開始運動到bc邊離開磁場，對整體有邊離開磁場，對整

32、體有2121211210202215353v )mm(W)dd(gm)dd)(cosgmsingm( 安對線框有對線框有QW安安 解得：解得：Q3.45 J 題目題目043.南通、揚州、泰州三市南通、揚州、泰州三市08屆第二次調研測試屆第二次調研測試14 14(15分分)如圖甲所示，光滑絕緣如圖甲所示，光滑絕緣 水平面上一矩形金水平面上一矩形金屬線圈屬線圈 abcd的質量為的質量為m、電阻為、電阻為R、ad邊長度為邊長度為L，其右側是有左右邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面其右側是有左右邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為向外，磁感應強度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)邊長度與

33、有界磁場區(qū)域寬度相等，在域寬度相等，在t=0時刻線圈以初速度時刻線圈以初速度v0進入磁場，在進入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl，此時對線，此時對線圈施加一沿運動方向的變力圈施加一沿運動方向的變力F，使線圈在，使線圈在t=2T 時刻線時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的vt 圖象圖象如圖乙所示，整個圖象關于如圖乙所示，整個圖象關于t=T軸對稱軸對稱 dabcBLv0甲甲v0 0vt2Tv1 T乙乙 (1)求求t=0時刻線圈的電功率；時刻線圈的電功率； (2)線圈進入磁場的過程中產生的焦耳熱和穿過磁場

34、線圈進入磁場的過程中產生的焦耳熱和穿過磁場過程中外力過程中外力F所做的功分別為多少所做的功分別為多少? (3)若線圈的面積為若線圈的面積為S，請運用牛頓第二運動定律和，請運用牛頓第二運動定律和電磁學規(guī)律證明：在線圈進入磁場過程中電磁學規(guī)律證明：在線圈進入磁場過程中mRLSBvv210 解：解： (1)t=0時，時，E=BLv0線圈電功率線圈電功率RvLBREP20222 (2)線圈進入磁場的過程中動能轉化為焦耳熱線圈進入磁場的過程中動能轉化為焦耳熱21202121mvmvQ 外力做功一是增加動能，二是克服安培力做功外力做功一是增加動能，二是克服安培力做功2120mvmvWF 題目題目(3)根據

35、微元法思想，將時間分為若干等分，每一等分根據微元法思想，將時間分為若干等分，每一等分可看成勻變速可看成勻變速nnnntmBLIvv 1)tItItI(mBLvvnn 221110其中其中QtItItInn 2211電量電量RBSRItQ mRLSBvv210 第第2頁頁題目題目060.徐州市徐州市0708學年度第三次質量檢測學年度第三次質量檢測15 15（13分）如圖分）如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑平行所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為金屬導軌相距為L，導軌平面與水平面成，導軌平面與水平面成角，上端角，上端通過導線連接阻值為通過導線連接阻值為R的電阻，阻值為的電阻，阻值為r的金屬棒的金屬棒ab放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，整放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導軌平面向上的磁場中，若所加磁個裝置處在垂直導軌平面向上的磁場中，若所加磁場的磁感應強度大小恒為場的磁感應強度大小恒為B，使金屬棒沿導軌由靜止，使金屬棒沿導軌由靜止向下運動，金屬棒運動的向下運動，金屬棒運動的v-t圖象如圖圖象如圖(b)所示，當所示，當t=t0時刻物體下滑距離為時刻物體下滑距離為s。已知重力加速度為。已知重力加速度為g, 導軌電導軌電阻忽略不計。試求：阻忽略不計。試求：v0 0vtt0( b )ba