c045電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題-在線瀏覽
2024-12-03 15:52本頁面
【正文】 8．（ 16分）如圖所示，橫截面為矩形的管道中，充滿了水銀，管道的上下兩壁為絕緣板，左右兩壁為導(dǎo)體板，（圖中斜線部分），兩導(dǎo)體板被一無電阻的導(dǎo)線短接。加在管道兩端截面上的壓強(qiáng)差恒為 p，水銀以速度 v沿管道方向流動時，水銀受到管道的阻力 f與速度 v成正比，即 f=kv（ k為已知量）。 一質(zhì)量為 m＝ 金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上 ， 并以 v0＝ 2m/s的初速度進(jìn)人磁場 ， 在安培力和一垂直于桿的水平外力 F的共同作用下作勻變速直線運(yùn)動 ， 加速度大小為 a =2m/s2，方向與初速度方向相反 。 v0 B R a m x 0 v0 B R a m x 0 解： （ 1）感應(yīng)電動勢 E＝ B l v， 感應(yīng)電流 I=E/R ∴ I ＝ 0時， v ＝ 0 此時， m122 22220 ???? avx（ 2） 初始時刻 ， 金屬直桿切割磁感線速度最大 ， 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流最大 RB l vIm0?RvlBlBIfm022??開始時 v ＝ v0 ， F ＋ f ＝ m a RvlBmafmaF 022????所以當(dāng) 時m / s10220 ?? lBm a RvF ＞ 0，方向與 x軸正方向相反 時m / s10當(dāng) 220 ?? lBm a RvF ＜ 0，方向與 x軸正方向相同 題目 07年 1月山東濰坊市期末統(tǒng)考 17 17． 如圖所示 ， 矩形導(dǎo)線框 abcd， 質(zhì)量 m= ， 電阻 r=， 邊長 L1=， L2= cd邊h= PQ的勻強(qiáng)磁場 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)入磁場前的某一時刻 ， 線框便開始勻速運(yùn)動 .不計(jì)空氣阻力 ， 取 g=10m/s2. （ 1） 通過計(jì)算說明進(jìn)入磁場的 過程中線框的運(yùn)動情況； （ 2）求線框勻速運(yùn)動的速度大?。? （ 3）求線框進(jìn)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(jī)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(yùn)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(yùn)動，最后勻速，直至完全進(jìn)入磁場 . （ 2） 設(shè)勻速運(yùn)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(jì)。現(xiàn)用一水平外力 F水平向右拉金屬桿 ,使之由靜止開始運(yùn)動 , 在整個運(yùn)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。 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
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