电磁感应现象的综合运用二

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1、法拉第电磁感应定律的综合运用电磁感应定律历年来是高考的热点和难点，高考中所占的分值大，题型灵活，思维抽象，综合程度很高等。以上的特点对学生的要求很高，也给解题带来了很多的麻烦，今天我们的第一讲就来简单的介绍电磁感应现象中的综合运用问题。1.（18分）如图所示，两根正对的平行金属宜轨道M/V、"位于同一水平曲上，两轨道Z间的距离/=0.50mo轨道的MM'端Z间接一阻值R=0.40Q的定值电阻，端与两条位于竖直血内的半圆形光滑金属轨道A/P、平滑连接，两半圆轨道的半径均为/?o=0.50m0直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度8=0.64T的匀强磁场屮，磁场区域的宽度厶0.80m,且其

2、右边界与MV"重合。现有一质最m=0.20kg、电阻qO.IOQ的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力Q2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆必恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP'。已知导体杆的在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道Z间的动摩擦因数-0.10,轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2,求：（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向;（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产牛:的焦耳热。2.如图一所示，竖直面上有

3、两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距d为0.5m,上端通过导线与阻值为20的电阻斤连接，下端通过导线与阻值为40的小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内有水平向外的匀强磁场，磁感应强度〃随吋间变化如图二所示，防长为2mo在Z=0时，电阻2G的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动，当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，g取10m/s2o求：（1）通过小灯泡的电流强度（2）金属棒的质量（3）t=0.25s时金属棒两端的电势差（4）金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，电阻R中的焦耳热1.如图「卩所示，空间存在竖直向下的磁感应强度为0.6T的匀强磁场，

4、沏V、/绍是相互平行的、处于同一水平面内的长直导轨（电阻不计），导轨间距为0.2叫连在导轨-•端的电阻为乩导体棒日方的电阻为0.1。，质量为0.3kg,跨接在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为0.L从零时刻开始，通过一小型电动机对日力棒施加一个牵引力F,方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直H•接触良好。图乙是棒的速度一吋间图像，其中创段是在线，力c是曲线，防是iW线图像的渐近线，小型电动机在10s末达到额定功率，此后功率保持不变。g取10m/s2o求：（1）在0—18s内导体棒获得加速度的最人值；（2）电阻斤的阻值和小型电动机的额定功率；（3）若已知

5、0-10s内斤上产生的热量为3.1J,则此过程中牵引力做的功为多少?14如图所示，固定的竖直光滑金属导轨间距为L,上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平、垂直导轨平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场屮，质量为m的导体棒与下端固定的竖直轻质弹赞相连口始终保持与导轨接触良好，导轨与导体棒的电阻均可忽略，弹簧的劲度系数为k。初始时刻，弹簧恰好处于自然长度，使导体棒以初动能匕沿导轨竖直向下运动，且导体棒在往复运动过程屮，始终与导轨垂氏。求：(1)初始时刻导体棒所受安培力的人小F；(2)导体棒往复运动一段吋间后，最终将静止。设静止吋弹赞的弹性势能为Ep,则从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，电阻R

6、上产生的焦耳热Q为多少？5如图(a)为一研究电磁感应的实验装置示意图.其中电流传感器(电阻不计)能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机•经计算机处理后在屏幕上同步显示出l-t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计.导轨平面与水平方向夹角&二30°。轨道上端连接一阻值R=1.0Q的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.50.质量m=0.2kg.杆长L=1m跨接在两导轨上。在轨道区城加一垂直轨道平而向下的匀强磁场，闭合开关S.让金属杆MN从图示位置由静止开始释放，其始终与轨道垂直月•接触良好。此后计算机屏幕上显示出如图(b)所示的l-t图像(g取10m/5匀强磁场的磁感应

7、强度B的大小和在t=0.5,时电阻R的热功率：已知0J.2s内通过电阻R的电荷量为1.3C.求04.2s内金属棒MN的位移及在R上产生的焦耳热。6.在如图甲所示的电路屮，螺线管匝数n=1500131,横截而积S=20cm2o螺线管导线电阻r=1.0Q,Rl=4.0Q,R2=5.0Q,830茁。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：(1)求螺线管中产生的感应电动势；(2)闭合S,电路屮的电流稳定后，求电阻R1的电功率；S断开