电磁感应中等计算题.doc

选修3-2 第四章 电磁感应 计算题 1．如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L＝0.2m，一端通过导线与阻值为R 1Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B＝0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.（取重力加速度g 10m/s2）求： （1）t＝10s时拉力的大小及电路的发热功率. （2）在0～10s内，通过电阻R上的电量.（1）在线框的cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压Uab； （2）为维持线框匀速运动，水平拉力F的大小； （3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的电热Qbc。 3.如图所示，MN和PQ为水平方向足够长的两平行固定金属导轨，间距L 0.40m，电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度B 0.50T的匀强磁场垂直。质量m 0.6kg、电阻r 1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持良好接触，金属棒和导轨间的动摩擦因数μ 0.2，导轨两端分别接有阻值均为2.0Ω的电阻R1和R2。对金属棒施加恒力F，金属棒ab达到稳定状态时以速率v 4.0m/s匀速滑动，已知重力加速度 g 102m/s。? （1）对金属棒施加的恒力F的大小；? （2）撤去恒力F到金属棒停止滑动的过程中，电阻R1产生的热量为0.6JQ?，求金属棒ab在导轨上滑行的距离多大. 4. 如图所示，竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感应强度B0 0.5T，并且以 1T/s在增加，水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计，导轨宽为0.5m，左端所接电阻R 0.4Ω。在导轨上l 1.0m处的右端搁一金属棒ab，其电阻R0 0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M 2kg的重物，欲将重物吊起，问： （1）感应电流的方向（请将电流方向标在本题图上）以及感应电流的大小； （2）经过多长时间能吊起重物。 lm，导轨平面与水平面成θ 37°角，下端连接阻值为尺的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25． 1 求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小； 2 当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小； 3 在上问中，若R＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向． g 10rn／s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8 6. 如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L 0.2m ,电阻R 0.4Ω,导轨上静止放置一质量为m 0.1kg、电阻r 0.1Ω的金属杆,导轨电阻忽略不计, 整个装置处在磁感应强度B 0.5T的匀强磁场中, 磁场方向坚直向下, 现用一个外力F沿水平方向拉杆, 使之由静止开始做匀加速运动并开始计时,若5s末理想电压表的读数为0.2V.求: （1） 金属杆在5s末的运动速度 （2） 5s末时外力F的功率 7.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ 37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直向上．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．（sin37° 0.6，cos37° 0.8） （1）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小； （2）若磁感应强度的大小为0.4T，电阻R消耗的功率为8W 求该速度的大小。 8.如图所示，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD，?框电阻不计，上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab，已知金属丝质量为0.2g，电阻R＝0.2Ω，不计阻力，求金属丝ab下落时每秒扫过的最大面积和电阻R消耗的最大功率。? 9.光滑平行金属导轨水平面内固定，导轨间距L 0.5m，导轨右端接有电阻RL 4Ω小灯泡，导轨电阻不计。如图甲，在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的磁场，MN、PQ间距d 3m，此区域磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示，垂直导轨跨接一金属杆，其电阻r 1Ω,在t 0时刻，用水平恒力F拉金属杆，使其由静止开始自GH位往右运动，在金属杆由GH位到PQ位运动过程中，小灯发光始终没变化， 求：（1）小灯泡发光电功率；（2）水平恒力F大小；（3）金属杆质量m.