电磁感应力学综合.ppt

1．(2009年高考天津理综)如右图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于(　　) A．棒的机械能增加量　　　　 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量 【解析】　棒受重力G、拉力F和安培力F安的作用．由动能定理：WF－mgh＋W安＝ΔEk得WF＋W安＝ΔEk＋mgh即力F做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量．选A. 【答案】　A 电磁感应力学综合 A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量 【解析】 棒受重力G、拉力F和安培力F安的作用．由动能定理：WF－mgh＋W安＝ΔEk得WF＋W安＝ΔEk＋mgh即力F做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量．选A. 【答案】 A A．Uab＝0.1 V B．Uab＝－0.1 V C．Uab＝0.2 V D．Uab＝－0.2 V 【答案】 B 1．如图：y轴右方有磁感应强度为B的匀强磁场，一个半径为r的直角扇形金属框架，总电阻为R，不计重力及阻力，以角速度ω做匀速转动，求从图示位置转动1/4圆周过程中，外力做的功为多少？ 3．如图：电动机牵引一根原来静止的、长L为1m，质量m为0.1kg的导体棒MN，其电阻R为1Ω，导体棒架在处于磁感应强度B为1T,竖直放置的框架上。当导体棒上升h为3.8m时获得稳定的速度，导体棒产生的热量为2J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V和1A，电动机内阻r为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦。求： （1）棒能达到的稳定速度； （2）棒从静止到达到稳定速度所需要的时间（g=10m/s2） 练习强化 1．如图：两充足长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面于水平面的夹角为α=30°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R,，R2=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，试求： （1）金属棒下滑的最大速度是多少？ （2）当金属棒下滑距离为s0时速度恰好 达到最大，求金属棒由静止开始下滑2s0 的过程中，整个电路产生的电热。 练习强化 2．如右图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中发出的焦耳热为( ) 2．如右图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中发出的焦耳热为( ) 【例1】如图所示，abcd是一个固定的 U 型金属框架，ab 和 cd 边都很长，bc 边长为 l，框架的电阻可不计，ef 是放置在框架上与bc平行的导体杆，它可在框架上自由滑动(无摩擦)，它的电阻为 R .现沿垂直于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直于纸面向里，已知以恒力 F 向右拉导体 ef 时， 导体杆最后匀速滑动，求 (1)电流的方向，e点电势高还是f点？ (2)匀速滑动时的速度. 电磁感应与动力学的综合 【例2】如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时，ab棒中产生的感应电动势E=____，通过ab棒的电流I=____．ab棒两端的电势差Uab= ，在电阻R上消耗的功率PR=______，在ab棒上消耗的发热功率PR=____ ，切割运动中产生的电功率P=____ ． ab棒克服安培力做功的功率P=____ ． 0.2v 0.4A 0.16v 0.064W 0.016W 0.08W 0.08W 电磁感应力学综合A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量 【解析】 棒受重力G、拉力F和安培力F安的作用．由动能定理：WF－mgh＋W安＝ΔEk得WF＋W安＝ΔEk