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正文內(nèi)容

有關(guān)電磁感應(yīng)的綜合問題-資料下載頁

2025-03-25 03:57本頁面
  

【正文】 由下滑。求:(1)桿a的最終運(yùn)動速度是多少?(2)在兩桿a、b的運(yùn)動過程中,電路中產(chǎn)生的熱量共有多少?19.如圖846所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,在磁場中有一個(gè)邊長為Lm的正方形剛性金屬框,ab邊質(zhì)量為mkg ,其它三邊的質(zhì)量不計(jì)。金屬的總電阻為RΩ,cd邊上裝有固定的水平軸?,F(xiàn)在將金屬框從水平位置由靜止釋放,不計(jì)一切摩擦,金屬框經(jīng)ts恰好通過豎直位置a162。b162。cd(1)在圖中標(biāo)出ab通過最低位置時(shí),金屬框中感應(yīng)電流的方向。(2)求在ts內(nèi)金屬框中的平均感應(yīng)電動勢。(3)若在ts內(nèi),金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為QJ,求ab邊通過最低位置時(shí)受到的安培力。創(chuàng)新園地 20.如圖847所示,xOZ是光滑水平面,空間有沿+z方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?,F(xiàn)有兩塊平行金屬板,彼此間距為d,構(gòu)成一個(gè)電容為C的平行板電容器,在兩板之間焊一根垂直于兩板的金屬桿pp162。已知兩板和桿pp162。的總質(zhì)量為m,若對金屬桿pp162。作用一個(gè)沿+x方向的恒力F。試推導(dǎo)該裝置勻加速運(yùn)動時(shí)的加速度a的表達(dá)式(用B、C、d、m、等表示) 圖 846 圖 847參考答案動腦動手(一)選擇題、D 、C、D 、D 、D(二)填空題:1:110.BL2w/2R,2BL2w/3R11.(1p/4)pr2B/R,重力勢能減小轉(zhuǎn)化為電能圖 848∴ (三)實(shí)驗(yàn)題13.右,左,左,左14.(1)A、D、F、G;(2)如圖848所示(四)計(jì)算題15.用右手定則判定兩金屬桿做切割磁感運(yùn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相等方向同向,相當(dāng)兩個(gè)電源串聯(lián)。(1)回路中感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流為, I=金屬桿勻速平移時(shí),拉力等于安培力,兩桿所受的拉力大小相等(2)兩金屬桿在間距增加過程中,產(chǎn)生的總熱量為16.(1)ab邊剛進(jìn)入中央無磁均區(qū)Ⅱ時(shí),cd邊在磁場區(qū) 內(nèi)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電流大小為I1=BLv/R 方向b→aab邊剛進(jìn)入磁場區(qū)Ⅱ時(shí),ab邊、cd邊都切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢且都為順時(shí)針方向,大小都為BLv,所以感應(yīng)電流為I2=2BLv/R 方向b→a(2)在ab邊穿過寬為s的Ⅱ區(qū)過程中,cd邊受安培力F1=BI1L=B2L2v/R,由于勻速運(yùn)動,拉力大小等于安培力,所以拉力做功W1=F1s=B2L2vs/R。當(dāng)ab邊進(jìn)入Ⅲ區(qū) 、cd邊未進(jìn)入Ⅱ區(qū)過程中,ab邊cd邊都受安培F2=BI2L=2B2L2v/R,勻速拉動外力應(yīng)等于2F2,通過距離為(Ls),拉力做功為W2=F2s=2F2(Ls)= 4B2L2v(Ls)/R當(dāng)cd邊通過Ⅱ區(qū)過程中,只有ab邊受安培力,且F3=F2,距離為s,拉力做功為W3=F3?s=B2L2vs/R。當(dāng)線圈完全進(jìn)入Ⅲ區(qū)后,無感應(yīng)電流,不受安培力,拉力為零,不做功,所以總功為W= W1+W 2+W3 =4B2L2v (Ls/2)/R17.(1)若電流表滿偏,回路中的電流應(yīng)是I=,則電壓表的示數(shù)應(yīng)是U=IR=;這不符合題意;若是電壓表滿偏,這時(shí)回路的電流是I=U/R=,說明電流表未滿偏。(2)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律:F v=I2(R+r),而I=U/R,解得F=U2(R+r)/R2v= (3)由動量定理:BILDt=mDv,兩邊求和BI1LDt1+ BI2LDt2+…= mDv1+ mDv2+…即BLq=mv由電磁感應(yīng)定律:而=I(R+r)解得q=mv2/I(R+r)=18.(1)桿a由高h(yuǎn)處沿弧形導(dǎo)軌自由下滑到水平導(dǎo)軌過程中,機(jī)械能守恒:a進(jìn)入磁場后因切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由于電路閉合而產(chǎn)生感應(yīng)電流,用右手定則判定是感應(yīng)電流的方向(從上往下看)是逆時(shí)針的,用左手定則判定;a受安培力方向向左,因而做速運(yùn)動;b受安培力方向向右,因而做加速運(yùn)動,a和b組成的系統(tǒng)所受外力和合力為零,根據(jù)動量守恒定律mv0=(m+m)v∴ v=v0/2=/2這是a、b的共同速度,也是a的最終運(yùn)動速度(2)當(dāng)a、b以共同速度運(yùn)動時(shí),回路的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,也不再產(chǎn)生勢量。所以從a開始運(yùn)動到a、b以共同速度運(yùn)動的過程中產(chǎn)生的熱量,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律Q=mgh(m+m)v2/2=mgh/219.(1)由右手定則判定:dcb162。a162。d(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律: (3)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有mgL=Q+mv2/2∴ ab邊在最培力的大小為I=BLv/R所受安培力的大小為方向:水平向右創(chuàng)新園地20.金屬桿pp162。向右運(yùn)動時(shí),因切割 磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,對平行板電容器充電。設(shè)在時(shí)刻t,桿pp162。的速度為v時(shí),感應(yīng)電動勢為ε=Bdv此時(shí),電容器下極板帶正電,電量為Q=Cε=CBdv經(jīng)過足夠短的時(shí)間Dt到時(shí)刻t162。=t+Dt時(shí),金屬桿pp162。產(chǎn)生的電動勢為ε1=Bdv162。,此時(shí)電容器下極板帶正電,電量為Q162。=CBdv162。因而在桿pp162。上有向下的電流I=DQ/Dt=CBdDv/t =Cbda金屬pp162。桿受到向左的安培力ff=BId=CB2d2a根據(jù)牛頓第二定律,對于整個(gè)裝置有Ff=ma所以a=F/( CB2d2 +m)歡迎下載
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