《導(dǎo)體切割磁感線》基礎(chǔ)練習(xí)

1、導(dǎo)體切割磁感線基礎(chǔ)習(xí)題1、如圖所示，位于同一水平面內(nèi)的、間距為l =0.5m的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，導(dǎo)軌的一端與一 電阻R=5Q相連；質(zhì)量為m=50g、電阻為r=1Q的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂 直?，F(xiàn)用一水平力F拉桿ab，使它以u(píng)=2m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌的電 阻可忽略不計(jì)。求：（1） 、ab桿上哪端電勢(shì)高？ a、b間的電勢(shì)差Uab己 TOC o 1-5 h z （2） 安培力的大小和方向F（3） 水平力F的大小H F（4）電路中的電功率、安培力的功率、拉力的功率（5） 分析上述過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況d2、

2、置于水平面的平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌一端連接電阻R，其他電阻不計(jì)，垂直于導(dǎo)軌 平面有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻不計(jì)的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，在水平恒力F作用下由靜止向右滑動(dòng)。（1）金屬棒能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？（2）在金屬棒加速過(guò)程中的某時(shí)刻t ，物體的速度為， 求該時(shí)刻金屬棒的的加速度、（3）t時(shí)刻，電路的電功率和安培力功率（4）從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到t時(shí)刻，若導(dǎo)體棒前進(jìn)的距離為，求此過(guò)程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱（5）求導(dǎo)體棒的最大速度（穩(wěn)定時(shí)的速度）3、在第2題中，導(dǎo)體棒在加速過(guò)程中的u t圖象如下圖，正確的是4、置于水平面的平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌一端連接電阻R，垂直于導(dǎo)軌平面

3、有一勻強(qiáng)磁 場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為r的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌某時(shí)刻一以初速度u 0開(kāi)始自由運(yùn)動(dòng)。（1）判斷導(dǎo)軌受到的安培力方向（2）分析導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的變化（3）電路中的最大熱功率和最大電熱（4）導(dǎo)體棒在減速過(guò)程中的u t圖象如下圖，正確的是5、如圖所示，位于水平面內(nèi)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌的一端與一電阻相連；具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。桿和導(dǎo)軌的電阻可不計(jì)。用E表示回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 增大的過(guò)程中，電阻消耗的功率等于F的功

4、率安培力的功率的絕對(duì)值F與安培力的合力的功率i E電路中的熱功率i表示回路中的感應(yīng)電流，在i隨時(shí)間6、置于水平面的平行金屬導(dǎo)軌不光滑，導(dǎo)軌一端連接電阻R，其他電阻不計(jì)，垂直于導(dǎo) . 軌平面有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)一質(zhì)量為m的金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止向右滑動(dòng)時(shí)外力F對(duì)ab棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能只有在棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力F做的功才等于電路中 產(chǎn)生的電能無(wú)論棒ab做何運(yùn)動(dòng)，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度越大，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率越高7、如圖所示，導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，ab段的電阻為R，其它導(dǎo) 軌電阻均可忽略。ef是

5、一電阻為r的水平放置的導(dǎo)體桿，質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab 和cd保持良好接觸，又能沿它們無(wú)摩擦地滑動(dòng)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與框面垂直。將ef由靜止釋放后a , R _（1） ef達(dá)到的最大速度為多少？p滅（2）達(dá)到的最大速度時(shí)，ef桿的重力的功率、電路中的熱功率。8、如圖所示，導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，ab段的電阻為R，其它電阻均可忽略。ef 是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)體桿，桿長(zhǎng)為1，質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab和cd保持 良好接觸，又能沿它們無(wú)摩擦地滑動(dòng)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁 場(chǎng)方向與框面垂直?，F(xiàn)用一恒力?1豎直向上拉ef，當(dāng)。?

6、勻速上升時(shí)，其速度的大小為多 少？9、如圖所示,ab、cd是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面 與水平面的夾角是0 =30 .在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁 場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在導(dǎo)軌的ac端連接一個(gè)阻值為R的電阻.一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬 棒ef,質(zhì)量為m,從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑,求ef棒的最大速度.要求畫(huà)出ef棒的受力圖.已 知ab與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)M，金屬棒的電阻為r，其它電阻都不計(jì).3010、如圖所示，有兩根和水平方向成a角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R, 下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B，根質(zhì)量為m的金屬

7、桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度V，則 mA、如果B增大，vm將變大B、如果a變大，vm將變大C、如果R變大，vm將變大D、如果m變小，vm將變大 11、如圖1所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上， 與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道向 下，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速直線運(yùn)動(dòng).（1）請(qǐng)寫(xiě)出F與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式（所需物理量可以自行設(shè)置）（2） 如果已知導(dǎo)軌間距l(xiāng) 0.2m、電阻R=1.0d磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T，實(shí)驗(yàn)測(cè)得F導(dǎo)體棒ab的電阻消耗的熱功率為FU /3 導(dǎo)體棒

8、ab的電阻消耗的熱功率為FU /6 整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為M mgu cosG 整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為（F+m mgcosG）U12、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成0角，導(dǎo)軌與固定電阻r1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂 直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值相 等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為M，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度*U時(shí)，受到的安培力的大小為F，此時(shí)A.B.C.D.13、如圖所示，虛線右邊是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，長(zhǎng)寬分別為L(zhǎng)1、L2的矩形導(dǎo)線 框質(zhì)量為m,電阻為R。此導(dǎo)線框放在絕緣的光滑水平面上，兩條短邊與磁場(chǎng)邊緣平行， 若導(dǎo)

9、線框從圖示位置起以初動(dòng)能Ek向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)，到線框有三分之二進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)刻為止，線框中產(chǎn)生的電熱為Q （QVEk），求此時(shí)刻線框速度的大小和安培力的瞬時(shí)功率。14、如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，O、C處分別接有短電阻絲 （圖中用粗線表示），R=4Q、R2=8Q （導(dǎo)軌其它部分電阻不計(jì)）。導(dǎo)軌OAC的形狀滿足=2 sin（單位：m）。磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng) 到C點(diǎn)，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計(jì)棒的電阻。求:外力F的最大值；金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)

10、動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的最大功率;在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電流I與時(shí)間r的關(guān)系。15、電阻為R的矩形導(dǎo)線框abcd，邊長(zhǎng)ab=L,ad=h,質(zhì)量為m,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h，磁 場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)線框abcd自某一高度日處自由落下，通過(guò)一勻強(qiáng) 磁場(chǎng)。不考慮空氣阻力。求：a b（1）當(dāng)H為多大時(shí)，線框恰好以恒定速度通過(guò)磁場(chǎng)。（2）線框以恒定速度通過(guò)磁場(chǎng)線框過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。 TOC o 1-5 h z 了XXXXh 1I11 XXXXX HYPERLINK l bookmark50 o Current Document L一乂一一一K16、如圖，將邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，總電阻為

11、r的正方形銅框abcd豎直向上拋出，穿過(guò)寬 度為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向水平且與銅框平面垂直，銅框ab邊離開(kāi) 磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，銅框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度， 然后落下，并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程中始終存在大小恒定的空氣阻力f，且銅框不發(fā)生 轉(zhuǎn)動(dòng)。(1)(2)(3)求：框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的速度U 2 框在磁場(chǎng)上端上升的最大高度?？蛟谏仙A段通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱Q17、兩根相距d=0.20米的平行金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形回路，每條 金屬細(xì)桿的電阻為

12、r=0.25Q ,回路中其余部分的電阻可不計(jì).已知兩金屬細(xì)桿在平行于 導(dǎo)軌的拉力F的作用下沿導(dǎo)軌朝相反方向勻速平移,速度大小都是v=5.0米/秒,不計(jì)導(dǎo)軌 上的摩擦.求作用于每條金屬細(xì)桿的拉力的大小.求兩金屬細(xì)桿在間距增加0.40米的滑動(dòng)過(guò)程中共產(chǎn)生的熱量.18、兩根光滑的金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌之間存在豎直方向的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩根質(zhì)量均為m的金屬桿ab、cd放置在水平導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂 直，兩金屬桿電阻均為r。導(dǎo)軌電阻不計(jì)。先固定金屬桿cd，用垂直于金屬桿的水平恒力 F使金屬桿由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，假設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大。(1)當(dāng)ab桿達(dá)到最大速度時(shí)，開(kāi)始釋放cd桿，

13、同時(shí)撤消水平恒力F，請(qǐng)分析兩桿此后的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，以及兩桿最后的共同速度U(2)求出上述過(guò)程中，電路中產(chǎn)生的熱量Q19、兩金屬桿ab和cd長(zhǎng)均為1,電阻均為R,質(zhì)量分別為M和m,Mm.用兩根質(zhì)量和電阻均可 忽略的不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒 兩側(cè).兩金屬桿都處在水平位置,如圖所示.整個(gè)裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.若金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動(dòng)，求運(yùn)動(dòng)的速度.亍r二1O20、圖中abcd和a b c b為在同一豎直平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻 1 1 1 12 2 2 2強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里

14、。導(dǎo)軌的a b段與a b段是豎直的，1 12 2c d段與c d段也是豎直的，距離為l。x y與x y為兩根用不可伸長(zhǎng)的絕 1 12221 122緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為m 1和m 2它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸。兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R。F為作用于金屬桿x 1 y 1，上的豎直向上的恒力。已知兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，已勻速向上運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)作用于兩桿的重力的功率的大小和回 路電阻上的熱功率。21、如圖，在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ,導(dǎo)軌間距離為l，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo) 軌所在的平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上，與 導(dǎo)軌垂直，它們的質(zhì)

15、量和電阻分別為氣、m2和R1、R2，兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間 的動(dòng)摩擦因數(shù)為h，已知：桿1被外力拖動(dòng)，以恒定的速度U1沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；達(dá)到穩(wěn)定狀 態(tài)時(shí)，桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌的電阻可忽略，求此時(shí)桿2克服摩擦力做功的 功率。X X X X X XMpNXXXk n u |XXXxXXP XKXxXx q解決導(dǎo)體切割磁感線問(wèn)題的基本方略1、該類(lèi)問(wèn)題涉及到的知識(shí)是電磁感應(yīng)定律E=BLV，閉合電路歐姆定律I = J，力學(xué)中R + r的力與運(yùn)動(dòng)、功和能的知識(shí)。所以總體上看該類(lèi)問(wèn)題不是物理上的難點(diǎn)問(wèn)題。它有固 定的模式，如導(dǎo)體棒不能任意切割磁感線；它有固定的解題方法，不會(huì)超出上述所講 范圍。2、導(dǎo)體