1、電磁感應綜合能力訓練1、如圖所示，、區(qū)域是寬度均為L=0.5m的勻強磁場，磁感應強度大小B=1T，方向相反。一邊長L=0.5m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.5的正方形金屬線框，在外力作用下，以初速度m/s勻速穿過磁場區(qū)域。（1）、取逆時針方向為正，作出i-t圖像；（2）、求線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做的功；（3）、若不施加外力，確定線框最終停止的位置。· · · · · ·· · · · × × × ×× ×× 

2、5; × × Ot/si/A2、如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L=1m，導軌平面與水平面夾角=30°，導軌電阻不計磁感應強度為B=1.0T的勻強磁場垂直導軌平面斜向下，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m=0.01kg、電阻不計定值電阻R1=30，電阻箱電阻調(diào)到R2=120，電容C=0.01F，取重力加速度g=10m/s2現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放(1)、在開關(guān)接到1的情況下，求金屬棒下滑的最大速度(2)、在開關(guān)接到1的情況下，當R2調(diào)至30后且金屬棒穩(wěn)定下滑時，R2消耗的功率為多少？(3)、在開關(guān)接到2的

3、情況下，求經(jīng)過時間t=2.0s時金屬棒的速度3、如圖所示，兩條間距l(xiāng)=1m的光滑金屬導軌制成傾角37°的斜面和水平面，上端用阻值為R=4的電阻連接。在斜面導軌區(qū)域和水平導軌區(qū)域內(nèi)分別有垂直于斜面和水平面的勻強磁場B1 和B2，且B1 =B2=0.5T。ab和cd是質(zhì)量均為m=0.1kg，電阻均為r=4的兩根金屬棒，ab置于斜面導軌上，cd置于水平導軌上，均與導軌垂直且接觸良好。已知t=0時刻起，cd棒在外力作用下開始水平向右運動（cd棒始終在水平導軌上運動），ab棒受到F0.60.2t（N）沿斜面向上的力作用，處于靜止狀態(tài)。不計導軌的電阻，試求：（1）、流過ab棒的電流強度Iab隨時

4、間t變化的函數(shù)關(guān)系；（2）、分析并說明cd棒在磁場B2中做何種運動；（3）、t=0時刻起，1s內(nèi)通過cd棒的電量q；37°RabcdlB1B2F（4）、若t=0時刻起，1.2s內(nèi)作用在cd棒上外力做功為W=16J，則這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR多大？4、如圖所示，兩平行光滑的金屬導軌MN、PQ固定在水平面上，相距為L，處于豎直方向的磁場中，整個磁場由若干個寬度皆為d的條形勻強磁場區(qū)域1、2、3、4組成，磁感應強度B1、B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。導軌左端MP間接一電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的細導體棒ab垂直放置在導軌上，與導軌接觸良好，不計導軌的電阻?，F(xiàn)對棒ab

5、施加水平向右的拉力，使其從區(qū)域1磁場左邊界位置開始以速度v0向右作勻速直線運動并穿越n個磁場區(qū)域。（1）、求棒ab穿越區(qū)域1磁場的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q； （2）、求棒ab穿越n個磁場區(qū)域的過程中拉力對棒ab所做的功W；（3）、規(guī)定棒中從a到b的電流方向為正，畫出上述過程中通過棒ab的電流I隨時間t變化的圖象；（4）、求棒ab穿越n個磁場區(qū)域的過程中通過電阻R的凈電荷量q；RB1B14B1B2B2B2PMQNabLdd3215、德國亞琛工業(yè)大學的科研人員成功開發(fā)了一種更先進的磁動力電梯升降機，滿足上千米摩天大樓中電梯升降的要求。如圖所示就是一種磁動力電梯的模擬圖，在豎直平面上有兩根很長的平

6、行豎直軌道，軌道間有垂直于軌道平面的勻強磁場B1和B2，B1和B2的大小相等，方向相反，兩磁場始終豎直向上作勻速運動。電梯轎廂固定在如圖所示的金屬框abcd內(nèi)（電梯轎廂在圖中未畫出），并且與之絕緣，利用磁場與金屬框間的相互作用，使電梯轎廂獲得動力。已知電梯載人時的總質(zhì)量為5.0×103kg，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2.5m，兩磁場的寬度均與金屬框的邊長Lad相同，金屬框整個回路的電阻R=1.0×10-3，磁場的磁感應強度B1=B2=1T，不計軌道及空氣阻力，g取10m/s2。求：（1）當電梯以某速度勻速上升時，金屬框中的感應電流的大小及圖示時刻感應電流的方向。（2）若設(shè)

7、計要求電梯以v1=10m/s的速度向上勻速運動，則磁場向上運動速度v應該為多大？（3）在電梯以v1=10m/s的速度向上作勻速運動時，為維持它的運動，磁場每秒需提供的總能量。6、相距L1.5m的足夠長金屬導軌豎直放置，質(zhì)量為m11kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m20.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上，如圖（a）所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應強度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導軌間動摩擦因數(shù)為0.75，兩棒總電阻為1.8，導軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上，大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導軌勻加速運動，同

8、時cd棒也由靜止釋放。(g=10m/S2)（1）、求出磁感應強度B的大小和ab棒加速度大小；（2）、已知在2s內(nèi)外力F做功40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；（3）、求出cd棒達到最大速度所需的時間t0，并在圖（c）中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的7、如圖所示，MN與PQ是兩條水平放置彼此平行的金屬導軌，質(zhì)量m=0.2kg，電阻r=0.5的金屬桿ab垂直跨接在導軌上，勻強磁場的磁感線垂直于導軌平面，導軌左端接阻值R=2的電阻，理想電壓表并接在R兩端，導軌電阻不計t=0時刻ab受水平拉力F的作用后由靜止開始向右作勻加速運動，ab與導軌間的動摩擦因數(shù)=0.2第4s末，ab桿的速

9、度為v=1m/s，電壓表示數(shù)U=0.4V取重力加速度g=10m/s2 （1）、在第4s末，ab桿產(chǎn)生的感應電動勢和受到的安培力各為多大？（2）、若第4s末以后，ab桿作勻速運動，則在勻速運動階段的拉力為多大？整個過程拉力的最大值為多大？（3）、若第4s末以后，拉力的功率保持不變，ab桿能達到的最大速度為多大？（4）、在虛線框內(nèi)的坐標上畫出上述（2）、（3）兩問中兩種情形下拉力F隨時間t變化的大致圖線（要求畫出06s的圖線，并標出縱坐標數(shù)值）VAMNRmPQrab8、渦流制動是磁懸浮列車在高速運行時進行制動的一種方式。某研究所制成如圖所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程。車廂下端

10、安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為，寬的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強磁場，磁感應強度可隨車速的減小而自動增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過，將長大于，寬也為的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為，每個線圈的電阻為，導線粗細忽略不計。在某次實驗中，模型車速度為時，啟動電磁鐵系統(tǒng)開始制動，車立即以加速度做勻減速直線運動，當磁感應強度增加到時就保持不變，直到模型車停止運動。已知模型車的總質(zhì)量為，空氣阻力不計。不考慮磁感應強度的變化引起的電磁感應現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場對電磁鐵產(chǎn)生磁場的影響。（1）、試分析模型車制動的原理；（2）、電磁鐵的磁感應強度達到最大時，模型車的速度為多大；（3）、模型

11、車的制動距離為多大。9、如圖所示，在水平面上固定一光滑金屬導軌HGDEF，EFGH，DE=EF=DG=GH=EG=L一質(zhì)量為m足夠長導體棒AC垂直EF方向放置于在金屬導軌上，導軌與導體棒單位長度的電阻均為r整個裝置處在方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中現(xiàn)對導體棒AC施加一水平向右的外力，使導體棒從D位置開始以速度v0沿EF方向做勻速直線運動，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸（1）、求導體棒運動到FH位置，即將離開導軌時，F(xiàn)H兩端的電勢差（2）、關(guān)于導體棒運動過程中回路產(chǎn)生感應電流，小明和小華兩位同學進行了討論小明認 為導體棒在整個運動過程中是勻速的，所以回路中電流的值是恒定不變的

12、；小華則認 為前一過程導體棒有效切割長度在增大，所以電流是增大的，后一過程導體棒有效切 割長度不變，電流才是恒定不變的你認為這兩位同學的觀點正確嗎?請通過推算證 明你的觀點（3）、求導體棒從D位置運動到EG位置的過程中，導體棒上產(chǎn)生的焦耳熱參 考 答 案1、（1）電流逆時針方向取正值；時間間隔（1分）順時針方向取負值；時間間隔（1分）逆時針方向取正值；時間間隔（1分）電流隨時間變化關(guān)系如圖所示。（2分）（2）因為線框勻速運動，所以外力做的功等于電流做的功 （3分）（3）沒有外力時，線框在安培力作用下做變減速運動 線框通過的過程中：（1分） 即 （2分） 線框進入的過程中：（1分） 即 （2分）

13、即線框進入磁場后運動 （離左邊0.875m處停止運動）（1分）2、3、解：（1）ab棒平衡，則FFAmgsin37°（2分）0.60.2t0.5×Iab×10.1×10×0.6得Iab0.4t（A）（1分）（2）cd棒上電流Icd2Iab0.8t（A），則回路中電源電動勢EIcdR總（1分）cd棒切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢為EBLv（1分）聯(lián)立得，cd棒的速度v9.6t（1分）所以，cd棒做初速為零的勻加速直線運動。（1分）（3）cd棒的加速度為a9.6m/s2，1s內(nèi)的位移為S12at212×9.6×124.8m（1分）

14、根據(jù) ，（1分）得qIt 0.4C（2分）（4）t1.2s時，cd棒的速度vat11.52m/s（1分）根據(jù)動能定理WW安12mv20（2分）得1.2s內(nèi)克服安培力做功W安1612×0.1×11.5229.36J（1分）回路中產(chǎn)生的焦耳熱QW安9.36J電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QRQ/61.56J（1分）4、解：（1）棒產(chǎn)生的感應電動勢 （2分） 通過棒的感應電流 （1分）電阻R產(chǎn)生的焦耳熱 （2分）（2）拉力對棒ab所做的功 （3分）（3）如圖所示 （3分）OIt（4）若n為奇數(shù)，通過電阻R的凈電荷量 （2分）若n為偶數(shù)，通過電阻R的凈電荷量 （2分）5、6、（1）經(jīng)過時間t

15、，金屬棒ab的速率         此時，回路中的感應電流為 對金屬棒ab，由牛頓第二定律得 由以上各式整理得：       在圖線上取兩點： t1=0，F(xiàn)1=11N； t2=2s，F(xiàn)2=146N代入上式得                      

16、        B12T                         （2）在2s末金屬棒ab的速率 所發(fā)生的位移               &

17、#160;                           由動能定律得                       

18、0;又 聯(lián)立以上方程，解得    （3）cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動，當cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時，速度達到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運動，最后停止運動。       當cd棒速度達到最大時，對cd棒有： 又 整理解得 對abcd回路：        解得       得 t0=2s fcd隨時間變化的圖象如圖（c）所示。    （若無體現(xiàn)2秒值，其他都正確