c045電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題(編輯修改稿)
2024-11-12 15:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 框 abcd， 質(zhì)量 m= ， 電阻 r=， 邊長 L1=， L2= cd邊h= PQ的勻強磁場 ， 磁感應(yīng)強度 B=， 方向垂直于紙面向里 .現(xiàn)使線框從靜止開始自由下落 ， 下落過程中 ab邊始終水平 ， 且 ab邊進入磁場前的某一時刻 ， 線框便開始勻速運動 .不計空氣阻力 ， 取 g=10m/s2. （ 1） 通過計算說明進入磁場的 過程中線框的運動情況； （ 2）求線框勻速運動的速度大?。? （ 3）求線框進入磁場過程中產(chǎn)生的電熱 . L2 L1 h P B Q d a b c 解： （ 1） 由機械能守恒 ， 有 212m gh m v?m / s04801022 ..ghv ?????22 22110 8 1 0 4 0 1616B L v . . .F BIL N . N m gr.??? ? ? ? ?線框?qū)⒗^續(xù)加速運動 線框的加速度 2211m g B IL B L vagm m r?? ? ?由于 v增大， a將減小，最終勻速，即線框?qū)⒆黾铀俣戎饾u減小的加速運動，最后勻速，直至完全進入磁場 . （ 2） 設(shè)勻速運動的速度為 vm， 由 a=0得 （ 3）由能量守恒，得 2 2 2 210 2 1 0 1 6 500 8 1 0mm g r . .v m / s . m / sB L . .??? ? ??2221210 2 1 0 0 8 0 8 0 2 5 0 0 72mQ m g ( h L ) m v. ( . . ) . . . J? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?題目 07年 1月海淀區(qū)期末練習(xí) 17 17．如圖甲所示 ,光滑且足夠長的金屬導(dǎo)軌 MN、 PQ平行地固定的同一水平面上 ,兩導(dǎo)軌間距 L=,兩導(dǎo)軌的左端之間所接受的電阻 R=，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量 m= ab,位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻 r=，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強度 B= ,磁場方向豎直向下?，F(xiàn)用一水平外力 F水平向右拉金屬桿 ,使之由靜止開始運動 , 在整個運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好 , 若理想電壓表的示數(shù) U隨時間 t 變化的關(guān)系如圖乙所示。求金屬桿開始運動經(jīng) t= , （ 1）通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向； （ 2）金屬桿的速度大??； （ 3）外力 F的瞬時功率。 V a M N Q P R F b 甲 0 U/V t/s 1 2 3 4 5 乙 解： （ 1）由圖象可知， V400時05 . ??此時電路中的電流（即通過金屬桿的電流） A01 .R/UI ??用右手則定判斷出，此時電流的方向由 b指向 a （ 2）金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 V500 .)rR(IE ???因 B lvE ?所以 m / s05 .BL/Ev ??（ 3）金屬桿速度為 v時，電壓表的示數(shù)應(yīng)為 B l vrR RU ??由圖象可知， U與 t成正比，由于 R、 r、 B及 L均為不變量，所以 v與 t成正比，即金屬桿應(yīng)沿水平方向向右做初速度為零的勻加速直線運動 金屬桿運動的加速度 2m / s01 .t/va ??根據(jù)牛頓第二定律，在 F BIL= ma， 解得 F= 此時 F的瞬時功率 P=Fv= 題目 07年 1月北京市崇文區(qū)期末統(tǒng)一練習(xí) 18 18．如圖所示， abcd為質(zhì)量 M=2kg的 U型導(dǎo)軌，放在水滑絕緣的水平面上，另有一根質(zhì)量 m = 的金屬棒 PQ平行于 bc放在導(dǎo)軌上 , PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱 e、 f 導(dǎo)軌處于勻強磁場中 , 磁場以 OO′為界，左側(cè)的磁場方向豎直向上，右側(cè)的磁場方向水平向右，磁場應(yīng)強度大小都為 B=。導(dǎo)軌的 bc段長 L=,其電阻 r= R=，其余電阻均可不計。金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=。若在導(dǎo)軌上作用一個方向向左、大小為 F = 2N的水平拉力，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，求：（ g取 10m/s2） （ 1） 導(dǎo)軌運動的最大加速度； （ 2） 導(dǎo)軌的最大速度； （ 3） 定性畫出回路中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象 。 B F Q P B f O′ O b c e a d 解： （ 1）判斷：當(dāng)
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