電磁感應(yīng)典型例題-文庫吧資料
2025-04-01 02:56本頁面
【正文】 運(yùn)動(dòng)時(shí)不會相碰。a、b為材料相同、長都為L的導(dǎo)體棒，跨接在導(dǎo)軌上。PQ、MN、CD、EF為相同的弧形導(dǎo)軌；QM、DE為足夠長的水平導(dǎo)軌。l1=v W=F（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r(shí)，cd棒的加速度是多少？解：（1）從初始至兩棒達(dá)到速度相同的過程中，兩棒總動(dòng)量守恒有mυ1 ＝2 mυ根據(jù)能量守恒，整個(gè)過程中產(chǎn)生的總熱量 Q＝－（2m）υ2＝（2）設(shè)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊臅r(shí)，cd棒的速度為，則由動(dòng)量守恒可知mυ0＝mυ0＋m 此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流分別為＝（zυ0－）Bl I＝此時(shí)cd棒所受的安培力 F＝Ibl ca棒的加速度 a＝ 由以上各式，可得 a＝（三）線圈運(yùn)動(dòng)切割磁感線，在平行于地面的勻強(qiáng)磁場上方，有兩個(gè)用相同金屬材料制成的邊長相同的正方形線圈a、b，其中a的導(dǎo)線比b粗， 解析：兩線圈a、b從同一高度自由落下，進(jìn)入磁場時(shí)速度相同，設(shè)該速度為v， mg－=ma a=g－由于兩線圈邊長相同，僅導(dǎo)線橫截面積S不同，而m∝S，R∝，故mR與S無關(guān)，所以a相同，從而可判斷進(jìn)入磁場的過程中和進(jìn)入磁場后的各個(gè)時(shí)刻a、b兩線圈的速度和加速度均相同，故它們同時(shí)落地，A正確.也可將粗線圈視為是若干個(gè)細(xì)線圈捆在一起，其運(yùn)動(dòng)情況必然與細(xì)線圈的相同.答案：A)2．（2004年武漢市）如圖所示，在空中有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域的上下邊緣間距為h，（b＜h 、長度為L、電阻為R、質(zhì)量為m的矩形導(dǎo)體線圈緊貼磁場區(qū)域的上邊緣從靜止起豎直下落，當(dāng)線圈的PQ邊到達(dá)磁場下邊緣時(shí)，線圈的速度大小.解析：設(shè)線圈勻速穿出磁場的速度為v′，此時(shí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 E=BLv′ ①產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I= ② 線圈受到的安培力為F=BIL ③此過程線圈受到的重力與安培力平衡mg=F ④ 聯(lián)立①～④式得v′= ⑤設(shè)線圈的上邊剛好進(jìn)入磁場時(shí)速度為v，當(dāng)線圈全部在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理mg（h－b）=mv′2－mv2 ⑥ 聯(lián)立⑤⑥，解得v=. 典型例題——電磁感應(yīng)與能量相結(jié)合，abcd是一閉合的小金屬線框，用一根絕緣細(xì)桿掛在固定點(diǎn)O，使金屬線框繞豎直線OO′來回?cái)[動(dòng)的過程中穿過水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，則下列判斷正確的是①線框進(jìn)入或離開磁場區(qū)域時(shí)，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流的方向相反 ②線框進(jìn)入磁場區(qū)域后越靠近OO′線時(shí)速度越大，因而產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越大 ③線框開始擺動(dòng)后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后將不再減小 ④線框擺動(dòng)過程中，它的機(jī)械能將完全轉(zhuǎn)化為線框電路中的電能A.①③ B.②④ C.①② D.②③RBFθ解析： 線框進(jìn)入磁場時(shí)Φ增大，而離開磁場時(shí)Φ減小，完全進(jìn)入磁場后Φ不變，故①對②，Φ不變，機(jī)械能將保持不變，故③對④.答案：A，則下列說法正確的是（不計(jì)棒和導(dǎo)軌的電阻，且接觸面光滑，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直框面向上）（ ）A、拉力做的功等于棒的機(jī)械能的增量B、合力對棒做的功等于棒的動(dòng)能的增量C、拉力與棒受到的磁場力的合力為零D、拉力對棒做的功與棒克服重力做的功之差等于回路中產(chǎn)生電能MNab，豎直平行金屬導(dǎo)軌M、N上端接有電阻R，金屬桿質(zhì)量為m，跨在平行導(dǎo)軌上，垂直導(dǎo)軌平面的水平勻強(qiáng)磁場為B，不計(jì)ab與導(dǎo)軌電阻，不計(jì)摩擦，且ab與導(dǎo)軌接觸良好，若ab桿在豎直向上的外力F作用下勻速上升，下列說法正確的是（ ） D. 桿ab克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱 答案：BCD，質(zhì)量為m、高為h的矩形導(dǎo)線框在豎直面內(nèi)下落，其上下兩邊始終保持水平，途中恰好勻速穿過一有理想邊界高亦為h的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，線框在此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為 解析：因線框勻速穿過磁場，在穿過磁場的過程中合外力做功為零，克服安培力做功為2mgh，產(chǎn)生的內(nèi)能亦為2mgh. 答案：B，把矩形線框從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，第一次用速度v1，第二次用速度v2，而且v2=，兩次做功的功率分別為P1和P2，兩次線圈產(chǎn)生的熱量分別為Q1和Q2，則下列正確的是=W2，P1=P2，Q1=Q2 ＞W(wǎng)2，P1＞P2，Q1＞Q2=W2，2P1=P2，2Q1=Q2=2W1，P2=4P1，Q2=2Q1解析：=F安=BIl1=B（2）棒a進(jìn)入磁場后，感應(yīng)電流Ia=Ib,La=Lb,因此棒a、b所受的安培力大小相等， 所以“”表示棒a、b的加速度方向（3）棒a剛進(jìn)入磁場時(shí)，速度最大，由機(jī)械能守恒可得： ①棒a、b受到的安培力等值反向，系統(tǒng)所受的合外力為0，系統(tǒng)動(dòng)量守恒， ②得到 4．兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖5所示，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計(jì)，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行，開始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度υ0（見圖）。在軌道的水平部分另有一個(gè)跨接在兩軌道間的金屬棒b，在a棒從高處滑下前b棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。＝， cos37176。解：（1）重力mg，豎直向下 支撐力N，垂直斜面向上 安培力F，沿斜面向上（2）當(dāng)ab桿速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢，此時(shí)電路中電流 ab桿受到安培力根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有 （3）當(dāng)時(shí)，ab桿達(dá)到最大速度 5．（05上海22）如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37176。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中
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