電磁感應中的單雙桿模型(共5頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電磁感應中的單雙桿問題一、 單桿問題（一） 與動力學相結合的問題1、水平放置的光滑金屬軌道上靜止一根質量為m的金屬棒MN，電阻為R，左端連接一電動勢為E，內阻為r的電源，其他部分及連接處電阻不計，試求：金屬棒在軌道上的最大速度？2、水平放置的光滑金屬軌道上靜止一根質量為m的金屬棒MN，電阻為R，左端連接一電阻為R，MN在恒力F的作用下從靜止開始運動，其他部分及連接處電阻不計，試求：金屬棒在軌道上的最大速度？3、金屬導軌左端接電容器，電容為C，軌道上靜止一長度為L的金屬棒cd，整個裝置處于垂直紙面磁感應強度為B的勻強磁場當中，現(xiàn)在給金屬棒一初速度v，試求金屬棒的最大速度

2、？（二） 與能量相結合的題型1、 傾斜軌道與水平面夾角為，整個裝置處于與軌道相垂直的勻強磁場當中，導軌頂端連有一電阻R，金屬桿的電阻也為R其他電阻可忽略，讓金屬桿由靜止釋放，經過一段時間后達到最大速度，且在此過程中電阻上生成的熱量為。求：（1）金屬桿達到最大速度時安培力的大小 （2）磁感應強度B為多少 （3）求從靜止開始到達到最大速度桿下落的高度2（20分） 如圖所示，豎直平面內有一半徑為r、內阻為R1、粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R112R，R24R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I和II，

3、磁感應強度大小均為B?，F(xiàn)有質量為m、電阻不計的導體棒ab，從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落，在下落過程中導體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，兩平行軌道中夠長。已知導體棒ab下落r/2時的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2。（1）求導體棒ab從A下落r/2時的加速度大小。（2）若導體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。（3）當導體棒進入磁場II時，施加一豎直向上的恒定外力F=mg的作用，求導體棒ab從開始進入磁場II到停止運動所通過的距離和電阻R2上所產生的熱量。二、 雙桿問題（一）、同一磁場中的等寬軌道1、水平放置的光

4、滑金屬軌道上靜止兩根質量為m的金屬棒MN、PQ。電阻均為R，現(xiàn)給PQ一個向右的初速度，其他部分及連接處電阻不計，試求：（1）金屬棒MN在軌道上的最大速度？（2）回路中產生的最大熱量（二）、同一磁場不等寬軌道如圖所示，光滑、足夠長、不計電阻、軌道處在磁感應強度為B的勻強磁場當中，間距左邊為l，右邊為2l的平行金屬導軌上靜止M、N兩根同樣粗細的同種金屬棒，除金屬棒上電阻為R、2R外，其他電阻均不計。現(xiàn)給N棒一根瞬時沖量I（1）求金屬棒N受到沖量后的瞬間通過金屬導軌的感應電流（2）設金屬棒N在運動到寬軌道前M已經達到最大速度，求金屬棒M的最大速度值；（3）金屬棒N進入寬軌道區(qū)后，金屬棒MN再次達到勻

5、速運動狀態(tài)，。求整個過程中金屬棒MN中產生的總焦耳熱。（三）、不同磁場區(qū)域的平行軌道1、（20分）如圖13所示，光滑、足夠長、不計電阻、軌道間距為l的平行金屬導軌MN、PQ，水平放在豎直向下的磁感應強度不同的兩個相鄰的勻強磁場中，左半部分為勻強磁場區(qū)，磁感應強度為B1；右半部分為勻強磁場區(qū)，磁感應強度為B2，且B1=2B2。在勻強磁場區(qū)的左邊界垂直于導軌放置一質量為m、電阻為R1的金屬棒a，在勻強磁場區(qū)的某一位置，垂直于導軌放置另一質量也為m、電阻為R2的金屬棒b。開始時b靜止，給a一個向右沖量I后a、b開始運動。設運動過程中，兩金屬棒總是與導軌垂直。（1）求金屬棒a受到沖量后的瞬間通過金屬導

6、軌的感應電流；（2）設金屬棒b在運動到勻強磁場區(qū)的右邊界前已經達到最大速度，求金屬棒b在勻強磁場區(qū)中的最大速度值；圖13B1B2IabPQMN（3）金屬棒b進入勻強磁場區(qū)后，金屬棒b再次達到勻速運動狀態(tài)，設這時金屬棒a仍然在勻強磁場區(qū)中。求金屬棒b進入勻強磁場區(qū)后的運動過程中金屬棒a、b中產生的總焦耳熱。練習1、如圖所示，固定于水平絕緣平面上的粗糙平行金屬導軌，垂直于導軌平面有一勻強磁場。質量為m的金屬棒cd垂直放在導軌上，除電阻R和金屬棒cd的電阻r外，其余電阻不計；現(xiàn)用水平恒力F作用于金屬棒cd上，由靜止開始運動的過程中，下列說法正確的是：A、水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產生的電能B

7、、只有在cd棒做勻速運動時， F對cd棒做的功才等于電路中產生的電能C、無論cd棒做何種運動，它克服安培力所做的功一定等于電路中產生的電能D、R兩端的電壓始終等于cd棒中的感應電動勢的值2、畫出下列圖中導體棒的速度圖像3、（18分）如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質量均為0.02kg，電阻均為R=0.1，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導

8、軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問：（1）通過cd棒的電流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每產生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？4、如圖所示,在水平臺面上鋪設兩條很長但電阻可忽略的平行導軌MN和PQ,導軌間寬度L=0.50 m.水平部分是粗糙的,置于勻強磁場中,磁感應強度B=0.60 T,方向豎直向上.傾斜部分是光滑的,該處沒有磁場.直導線a和b可在導軌上滑動,質量均為m=0.20 kg,電阻均為R=0.15.b放在水平導軌上,a置于斜導軌上高h=0.050 m處,無初速釋放.設在運動過程中a、b間距離足夠遠,且始終與導軌MN、P

9、Q接觸并垂直,回路感應電流的磁場可忽略不計.求:（1）由導線和導軌組成回路的感應電流最大值是多少?（2）如果導線與水平導軌間的動摩擦因數(shù)=0.10,當導線b的速度達到最大值時,導線a的加速度多大?（3）如果導線與水平導軌間光滑,回路中產生多少焦耳熱?5、.如圖所示，兩根間距為L的金屬導軌MN和PQ，電阻不計，左端向上彎曲，其余水平，水平導軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場I，右端有另一磁場II，其寬度也為d，但方向豎直向下，磁場的磁感強度大小均為B。有兩根質量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導軌垂直放置，b棒置于磁場II中點C、D處，導軌除C、D兩處（對應的距離極短）外其余均光滑，兩處對棒可產生總的最大靜摩擦力為棒重力的K倍，a棒從彎曲導軌某處由靜止釋放。當只有一根棒作切割磁感線運動時，它速度的減小量與它在磁場中通過的距離成正比，即。（1）若a棒釋放的高度大于h0，則a棒進入磁場I時會使b棒運動，判斷b 棒的運動方向并求出h0。（2）若將a棒從高度小于h0的某處釋放，使其以速度v0進入磁場I，結果a棒以v0/2的速度從磁場I中穿出，求在a棒穿過磁場I