专项四电磁感应综合问题.docx

《专项四电磁感应综合问题.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、专项四电磁感应综合问题磁感合，涉及力学知〔如牛运定律、功、能定理、量和能量守恒定律等〕、学知〔如磁感定律、楞次定律、直流路知、磁知等〕等多个知点，其具体用可分以下两个方面：〔1〕受力情况、运情况的分析。思考方向是：体受力运生感感流通体受安培力合外力化加速度化速度化感化⋯⋯，周而复始，循束，加速度等于零，体达到定运状。要画好受力，抓住a=0，速度v达最大的特点。〔2〕功能分析，磁感程往往涉及多种能量形的化。例如：如下中的金属棒ab沿由静止下滑，重力能减小，一部分用来克服安培力做功化感流的能，最在R上化焦耳，另一部分化金属棒的能、假足，

2、棒最达到定状匀速运，重力能用来克服安培力做功化感流的能，因此，从功和能的点人手，分析清晰磁感程中能量化的关系，往往是解决磁感的重要途径、【例1】如1所示，矩形裸框的度2l，短的度l，在两个短上均接有阻R，其余部分阻不，框一与x重合，左的坐x=0，框内有一垂直于框平面的磁，磁的感度足关系BB0sin(x)。一光滑体棒AB与短平行且与接触良好，2l阻也是R，开始体棒于x=0，从t=0刻起，体棒AB在沿x方向的力F作用下做速度v的匀速运，求：〔1〕体棒AB从x=0到x=2〔2〕体棒AB从x=0到x=2ll的程中力F随t化的律；的程中回

3、路生的量。2B02l2vsin2(vt)2l答案：〔1〕F2l(0t)3Rv2B02l3v〔2〕Q3R【例2】如2所示，两条互相平行的光滑金属位于水平面内，它之的距离l=0.2m，在的一端接有阻R=0.5Ω的阻，在x≥0有一与水平面垂直的均匀磁，磁感度B=0.5T。一量m=01kg的金属杆垂直放置在上，并以v0=2m/s的初速度入磁，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀速直运，加速度大小a=2m/s2，方向与初速度方向相反，和金属杆的阻都能忽略，且接触良好。求：〔1〕流零金属杆所的位置；〔2〕流最大的一半施加在金属杆上外

4、力F的大小和方向；〔3〕保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。答案：〔1〕xv021m〔2〕向运动时=0.18N向左运动时=0.22N2a(3)当v0maR10m/s时,F0,方向与x轴相反;B2l2当v0maR10m/s时,F0,方向与x轴相同;B2l2【例3】如图5所示，在水平面上有一个固定的两根光滑金属杆制成的37°角的导轨AO和BO，在导轨上放置一根和OB垂直的金属杆CD，导轨和金属杆是用同种材料制成的，单位长度的电阻值均为0.1Ω/m，整个装置位于垂直红面向里的匀强磁场中，匀强磁场

5、的磁感应强度随时间的变化关系为B=0.2tT，现给棒CD一个水平向右的外力，使CD棒从t=0时刻从O点处开始向右做匀加速直线运动，运动中CD棒始终垂直于OB，加速度大小为0.1m/s2,求〔1〕t=4s时，回路中的电流大小；〔2〕t=4s时，CD棒上安培力的功率是多少？答案：〔1〕1A〔2〕0.192W。【例4】如图6所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ电阻不计，固定在同一水平面上，两导轨相距l0.4m，导轨的两个端M与P处用导线连接一个R=0.4Ω的电阻。理想电压表并联在R两端，导轨上停放一质量m=01kg、电阻r=0.1Ω

6、的金属杆，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现用一水平向右的恒定外力F=1.0N拉杆，使之由静止开始运动，由电压表读数U随时间t变化关系的图象可能的是：【例5】如图8所示，两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于竖直的xOy平面内，导轨与竖直轴yO平行，其一端接有阻值为R的电阻。在y>0的一侧整个平面内存在着与xOy平面垂直的非均匀磁场，磁感应强度B随y的增大而增大，B=ky，式中的k是一常量。一质量为m的金属直杆MN与金属导轨垂直，可在导轨上滑动，当t=0时金属杆MN位于y=0处，速度为v

7、0，方向沿y轴的正方向。在MN向上运动的过程中，有一平行于y轴的拉力F人选用于金属杆MN上，以保持其加速度方向竖直向下，大小为重力加速度g。设除电阻R外，所有其他电阻都能够忽略。问：〔1〕当金属杆的速度大小为v0时，回路中的感应电动势多大？2〔2〕金属杆在向上运动的过程中拉力F与时间t的关系如何？答案：3k2(v0t1gt2)2v0)〔1〕E3kv0d〔2〕F2(式中t116gRg【例6】〔2004北京理综〕如下图，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质

8、量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。〔1〕由b向a方向看到