1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電磁感應(yīng)應(yīng)用題 1水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（見下圖），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；均勻磁場(chǎng)豎直向下。用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化，v與F的關(guān)系如右下圖。（取重力加速度g=10m/s2） （1）金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？ （2）若m=0.5kg, L=0.5m, R=0.5；磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？ （3）由vF圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？2.如圖所示，在水平面上有一個(gè)固定的兩根光滑金屬桿

2、制成的37角的導(dǎo)軌AO和BO，在導(dǎo)軌上放置一根始終和OB垂直的金屬桿CD，導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長(zhǎng)度的電阻值均為，整個(gè)裝置位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系為B=0.8T，現(xiàn)給棒CD一個(gè)水平向右的外力，使CD棒從t=0時(shí)刻由O點(diǎn)處開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為，求：（1）t=4s時(shí)，回路中的電流大??；（2）t=4s時(shí)，CD棒上安培力的功率是多少？3. 兩根金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁感強(qiáng)度B=0.5T。質(zhì)量為，電阻可不計(jì)的金屬棒ab靜止釋放，沿導(dǎo)軌下滑。如圖所示，設(shè)導(dǎo)軌

3、足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌寬度，金屬棒ab下滑過程中始終與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)金屬棒高度下降h=3m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大速度2m/s，求此過程中電阻產(chǎn)生的熱量？4、如圖，連接兩個(gè)定值電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角，R1 = R2 = 2R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m，棒的電阻也為2R，棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，定值電阻R2消耗的電功率為P，下列正確的是（ ）A此時(shí)重力的功率為mg v cosB此裝置消耗機(jī)械能的功率為 mg v cosC導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為6 P / vD導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為8 P / v5. 圖中MN和PQ為豎直

4、方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距為0.40m，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m為、電阻為的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為的電阻。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2。 6.如圖所示，MN、PQ是兩條水平放置彼此平行的金屬導(dǎo)軌，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線垂直導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌左端接阻值的電阻，電阻兩端并聯(lián)一電壓表，垂直導(dǎo)軌跨接一金屬桿ab，ab的質(zhì)量，電阻。ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)用的恒力水平向右拉ab，使之從靜

5、止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t=2s后，ab開始做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電壓表示數(shù)U=0.3V。重力加速度g=10m/s2。求： （1）ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力F的功率。 （2）ab桿加速過程中，通過R的電量。 （3）ab桿加速運(yùn)動(dòng)的距離。7 如圖所示，水平面上固定有平行導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下。長(zhǎng)度和導(dǎo)軌的寬均為L(zhǎng)，ab的質(zhì)量為m ,電阻為r，cd的質(zhì)量為，電阻為2r。開始時(shí)ab、cd都垂直于導(dǎo)軌靜止，不計(jì)摩擦。給ab一個(gè)向右的瞬時(shí)沖量I，在以后的運(yùn)動(dòng)中，求：cd的最大速度vm、最大加速度am、cd產(chǎn)生的電熱Q是多少？（不計(jì)導(dǎo)軌電阻）8.如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上，兩相同

6、的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn)，使其向上運(yùn)動(dòng)。若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能( )A變?yōu)? B . 先減小后不變 C . 等于F D先增大再減小9.兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定在傾角為的斜面上，它們的間距為d磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿整個(gè)空間、方向垂直于斜面向上兩根金屬桿ab、cd的質(zhì)量分別為m和2m，垂直于導(dǎo)軌水平放置在導(dǎo)軌上，如圖所示設(shè)桿和導(dǎo)軌形成的回路總電阻為R而且保持不變，重力加速度為g給ab桿一個(gè)方向沿斜面向上的初速度，同時(shí)對(duì)ab桿施加一平行于導(dǎo)軌方向的恒定拉力，結(jié)果cd桿恰好保持靜

7、止而ab桿則保持勻速運(yùn)動(dòng)求拉力做功的功率 若作用在ab桿的拉力與第（1）問相同，但兩根桿都是同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，求兩根桿達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度10. 兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖所示，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計(jì)，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行，開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0（見圖）。若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求： （1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱量是多少。 （2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)榧铀俣鹊臅r(shí)，c

8、d棒的加速度是多少？11.如圖11所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一上、下兩層均與水平面平行的“U”型光滑金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為的勻質(zhì)金屬桿和，開始時(shí)兩根金屬桿位于同一豎起面內(nèi)且桿與軌道垂直。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H，導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻為r?，F(xiàn)有一質(zhì)量為的不帶電小球以水平向右的速度撞擊桿的中點(diǎn)，撞擊后小球反彈落到下層面上的C點(diǎn)。C點(diǎn)與桿初始位置相距為S。求：（1）回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值；（2）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電流最多產(chǎn)生了多少熱量；（3）當(dāng)桿與桿的速度比為時(shí)，受到的安培力大小。 12.如圖所示，一邊長(zhǎng)L 0.2m，質(zhì)

9、量m1 0.5kg，電阻R 0.1的正方形導(dǎo)體線框abcd，與一質(zhì)量為m2 2kg的物塊通過輕質(zhì)細(xì)線跨過兩定滑輪相連。起初ad邊距磁場(chǎng)下邊界為d1 0.8m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.5T，磁場(chǎng)寬度d2 0.3m，物塊放在傾角53的斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)當(dāng)ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)，線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。（g取10m/s2，sin530.8，cos530.6）求：（1）線框ad邊從磁場(chǎng)上邊緣穿出時(shí)繩中拉力的功率；（2）線框剛剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大?。唬?）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱。電磁感應(yīng)應(yīng)用題答案1 解析：（1）金屬桿受力 2 解：（1） （2

10、） 3 解：當(dāng)金屬棒速度恰好達(dá)到最大速度時(shí)，受力分析，則3分 據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律： 據(jù)閉合電路歐姆定律：2分 2分 下滑過程據(jù)動(dòng)能定律得： 解得，4（C）5. 解：由能量守恒定律得： 代入數(shù)據(jù)得： 又 設(shè)電阻的并聯(lián)電阻為，ab棒的電阻為r，有： 代入數(shù)據(jù)得：6 解：（1）設(shè)導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，電流為I，此時(shí)ab桿受力如圖所示：由平衡條件得： 由歐姆定律得： 由解得： F的功率： （2）設(shè)ab加速時(shí)間為t，加速過程的平均感應(yīng)電流為，由動(dòng)量定理得： 解得： （3）設(shè)加速運(yùn)動(dòng)距離為s，由法拉第電磁感應(yīng)定律得： 又 由解得：7.解析：（1）ab在F安向右變減速運(yùn)動(dòng)

11、，cd在F安向右變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)vab=vcd=v時(shí)，即cd達(dá)到vm，I=0，F(xiàn)安=0 8.（AB）考點(diǎn): 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，右手定則; 磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用，安培力、左手定則; 靜摩擦，最大靜摩擦力；共點(diǎn)力作用下的物體的平衡. 難度: 難9 參考解答：cd桿保持靜止，則桿所受安培力 設(shè)ab桿所受的拉力為F，則對(duì)ab桿，有 設(shè)ab桿的速度為v0，則回路中的感應(yīng)電流 拉力做功的功率 聯(lián)立解得拉力做功的功率 開始時(shí)ab桿所受合力沿斜面向上，因此沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，而cd桿所受合力沿斜面向下，因此沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增大，安培力也逐漸增大，最后兩桿同時(shí)達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 設(shè)ab桿和cd

12、桿最后的速度大小分別為v1、v2，因?yàn)閮蓷U組成的系統(tǒng)所受的外力合力為零，因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取沿斜面向上為正方向，則 cd桿勻速運(yùn)動(dòng)，則桿所受安培力 回路中的電流 聯(lián)立解得ab桿和cd桿達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度分別為 （方向沿斜面向上） （方向沿斜面向下） 10 解：（1）從初始至兩棒達(dá)到速度相同的過程中，兩棒總動(dòng)量守恒有 根據(jù)能量守恒，整個(gè)過程中產(chǎn)生的總熱量： （2）設(shè)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r(shí)，cd棒的速度為v，則由動(dòng)量守恒可知： 此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流分別為： 此時(shí)cd棒所受的安培力： , ca棒的加速度： 由以上各式，可得：11.解：（1）.小球與桿A1碰撞過程動(dòng)量守恒，之后小球作平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球碰撞后速度大小為，桿A1獲得速度大小為，則 桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其最大電動(dòng)勢(shì)為 所以，最大電流 （2）.兩金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)始終滿足動(dòng)量守恒，兩桿最終速度相等，設(shè)為 （3）.設(shè)桿A2和A1的速度大小分別為和, 由法拉第電磁感應(yīng)定律