電磁感應(yīng)與能量綜合

1、精選文檔1.如圖所示，在粗糙絕緣水平面上有一正方形閉合金屬線框abcd，其邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m，金屬線框與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為.虛線框abcd內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下開始時(shí)金屬線框的ab邊與磁場(chǎng)的dc邊重合現(xiàn)使金屬線框以初速度v0沿水平面滑入磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止，此時(shí)金屬線框的dc邊與磁場(chǎng)區(qū)域的dc邊距離為l.在這個(gè)過程中，金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱為( )A.mvmglB.mvmglC.mv2mgl D.mv2mgl2如圖所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角，其中MN與PQ平行導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)， 導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì).金屬捧a b由靜止開始沿導(dǎo)軌

2、下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過棒ab某一橫截面的電量為q時(shí)。此時(shí)金屬棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中( )A.ab棒運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為B.此時(shí)金屬棒的加速度為 C.此過程中產(chǎn)生的焦耳熱為D. 金屬棒ab沿軌道下滑的最大速度為3如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)。絕緣輕繩一端固定，另一端系于導(dǎo)體棒a的中點(diǎn)，輕繩保持豎直。將導(dǎo)體棒b由邊界水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方某一高度處?kù)o止釋放。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度一定，方向與導(dǎo)軌平面垂直，兩導(dǎo)體棒電阻均為R且與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。下列說法正確的是( ) Ab進(jìn)入磁場(chǎng)后，a中的電流方向向左 Bb進(jìn)入磁場(chǎng)

3、后，輕繩對(duì)a的拉力增大 Cb進(jìn)入磁場(chǎng)后，重力做功的瞬時(shí)功率可能增大 Db由靜止釋放到穿出磁場(chǎng)的過程中，a中產(chǎn)生的焦耳熱等于b減少的機(jī)械能4如圖所示，傾斜的平行導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌上、下兩邊的電阻分別為R13和R26，金屬棒ab的電阻R34，其余電阻不計(jì)。則金屬棒ab沿著粗糙的導(dǎo)軌加速下滑的過程中( )A.安培力對(duì)金屬棒做功等于金屬棒機(jī)械能的減少量B.重力和安培力對(duì)金屬棒做功之和大于金屬棒動(dòng)能的增量C.R1和R2發(fā)熱功率之比P1:P21:2D.R1、R2和R3產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2:Q32:1:65如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌與兩相同的定值電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過

4、導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m，棒的電阻R0.5R1，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，此時(shí)下列正確的是 （ ）A.此裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為mgvcos B.此裝置消耗的機(jī)械功率為 mg vcosC.導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為 D.導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為6.兩根金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為=30°的斜面上，導(dǎo)軌左端接有電阻R=10，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m=0.1kg，電阻可不計(jì)的金屬棒ab靜止釋放，沿導(dǎo)軌下滑（金屬棒a b與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì)）。如圖所示，設(shè)

5、導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌寬度L=2m，金屬棒ab下滑過程中始終與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)金屬棒下滑h=3m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值。求此過程中金屬棒達(dá)到的最大速度和電阻中產(chǎn)生的熱量7如圖所示，兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌AD、CE相距L=1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角=30o，下端A、C用導(dǎo)線相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)PQGH范圍內(nèi)有方向垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度d=0.6m，邊界PQ、HG均與導(dǎo)軌垂直電阻r=0.40的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，棒兩端始終與導(dǎo)軌電接觸良好，從與磁場(chǎng)上邊界GH距離為b=0.40m的位置由靜止釋放，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，取

6、g=10m/s2求：（1）金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v； （2）金屬棒的質(zhì)量m； （3）金屬棒在穿過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量Q8如圖甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN，PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L0.30m.導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間接有固定電阻R0.40.導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m0.10kg、電阻r0.20的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電路，并獲得U 隨時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示求：(1)金屬桿加速度的大??； (2)第2s末外力的瞬時(shí)功率

7、9.如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距L=0.5m導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角=37°NQMN，NQ間連接有一個(gè)R=3的電阻有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r=2，其余部分電阻不計(jì)現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與NQ平行已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，當(dāng)金屬棒滑行至cd 處時(shí)速度大小開始保持不變，cd 距離NQ為s=2m試解答以下問題：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的

8、速度是多大？（2）從靜止開始直到達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少？（3）若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t =0，從此時(shí)刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則t=1s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多大？10如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上在桿的右方距桿為d處有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B對(duì)桿施加一個(gè)大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知桿到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為v，之后進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力求：

9、 （1）導(dǎo)軌對(duì)桿ab的阻力大小f （2）桿ab中通過的電流及其方向 （3）導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R11.如圖所示，傾角為的足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面上存在寬度均為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的下邊界與電場(chǎng)的上邊界相距為3L，其中電場(chǎng)方向沿斜面向上，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。電荷量為q的帶正電小球（視為質(zhì)點(diǎn)）通過長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣輕桿與邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形單匝線框相連，組成總質(zhì)量為m的“ ”型裝置，置于斜面上，線框下邊與磁場(chǎng)的上邊界重合?，F(xiàn)將該裝置由靜止釋放，當(dāng)線框下邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)的下邊界時(shí)剛好返回。已知L=1m，B=0.8T，q=2.210-

10、6C，R=0.1，m=0.8kg，=53，sin53=0.8，g取10m/s2。求： 線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大??； 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；正方形單匝線框中產(chǎn)生的總焦耳熱.12.如圖甲,電阻不計(jì)的軌道MON與PRQ平行放置，ON及RQ與水平面的傾角=53°，MO及PR部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下，ON及RQ部分的磁場(chǎng)平行軌道向下，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，兩根相同的導(dǎo)體棒ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并始終接觸良好。棒的質(zhì)量m=1.0kg，R=1.0，長(zhǎng)度與導(dǎo)軌間距相同，L=1.0m，棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，現(xiàn)對(duì)ab棒施加一個(gè)方向向右，大力隨乙圖規(guī)律變化的力F的作用，同時(shí)由靜止釋放cd棒，則ab棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2，求：(1)ab棒的加速度大??；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)若已知在前2s內(nèi)外力做功W=30J，求這一過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱；(4)求cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間.13.如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置，間距為L(zhǎng)，與水平面成角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，且R1=R2=RR1支路串聯(lián)開關(guān)S，原來S閉合，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上。有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置，接觸面粗糙且始終接觸良好，導(dǎo)體棒的有效電阻也為R，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速率為v，此時(shí)