电磁场、电磁感应综合题.doc

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1、1、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1m，导轨质量为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．求：(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)Key：1)4m／s2 (2)10m/s(3)0.4T磁场方向垂直导轨平面向上解析:本题考查电磁感应与牛顿定律的结合，根据

2、安培力的效果总是阻碍磁通量的变化可判断出安培力方向，再由牛顿第二定律列式求解 (1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：mgsinθ－μmgcosθ＝ma    （2分）由①式解得a＝10×(O.6－0.25×0.8)m／s2=4m／s2                       　　　　（2分）　　   (2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡mgsinθ一μmgcos0一F＝0                        （2分）    　　　　　　此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率：Fv＝P    

3、   　　由③、④两式解得v=10m/s    　　　　　（2分） (3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B　　 （2分）P＝I2R                                        解得     （1分）磁场方向垂直导轨平面向上  （1分）2、轻质细线吊着一质量为m＝0.32kg，边长为L＝0.8m、匝数n＝10的正方形线圈，总电阻为r＝1Ω，边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，取g＝10m/s2.求：（1）在前t

4、0时间内线圈中产生的电动势．（2）在前t0时间内线圈的电功率．（3）t0的值．（1）0.4V　（2）0.16W　（3）2s（1）由法拉第电磁感应定律得：E＝n＝n××2＝10××2×0.5＝0.4(V)．（2）I＝＝0.4A，P＝I2r＝0.16W.（3）分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F安＝nBt0I＝mgI＝Bt0＝＝2T由图象知：Bt0＝1＋0.5t0，解得：t0＝2s.如图16-2-4所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆导线处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向如图.一根长度大于2r的直导线MN，以速率v在圆上自左端匀速滑到右端，电路中定值电阻为R，其余电

5、阻忽略不计.在滑动过程中，通过电阻R上的电流的平均值为__________；在MN从圆环左端滑到右端的过程中，通过R的电荷量为__________；当MN通过圆环中心O时，通过R的电流为_________.key：πBrv/2R   πBr2/R    2Brv/R如图所示，水平放置的平行导轨M、N间接一阻值为R=0.128Ω的电阻，轨道宽L=0.8m，轨道上搭一金属棒ab，其质量m=0.4kg，ab与轨道间的动摩擦因数为m=0.5，除R外其余电阻不计，垂直于轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B=2T，ab在一电动机牵引下由静止开始运动，经过2s，ab运动了1.2m并达到最大速度

6、，此时电动机的牵引力为18N。此过程中电动机平均输出功率为8W，求该过程中电阻R上产生的焦耳热（g=10m/s2）（保留三位有效数字）Q=13.5JFm=F安+mmg                           E=BLvm                                     I=E/R                                      F安=BIL                                     代入数据由以上式解得vm =0.8m/s                                 

7、 由能量守恒有：Pt=Q+mmgs+mv                      代值求得 Q=13.5J4、如图所示，MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板（右侧有挡板），整个空间有平行于平板向左、场强为E的匀强电场，在板上C点的右侧有一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个质量为m、带电量为-q的小物块，从C点由静止开始向右先做加速运动再做匀速运动．当物体碰到右端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，小物块返回时在磁场中恰做匀速运动，已知平板NC部分的长度为L，物块与平板间的