电磁感应计算题专题.docVIP

专题三、力感路综合问题 1．力感路综合问题，就是要用力学，电磁感应，电路等综合知识才能解决的问题。 2．解该类问题，要通常要抓住三个主要方程： ①力学方程（静止或匀速运动，根据力的平衡建方程，如果是加速运动，就根据牛顿第二定律建方程）； ②电路方程（闭合电路欧姆定律方程I = ）； ③能量守恒或功率守恒方程（包括机械能、电流产生的焦耳热能，摩擦热能等所有的能量的守恒）。 注意：克服安培力做功等于电流在整个回路产生的焦耳热能，即W = Q。有时先通过动能定理求出安培力做功，然后根据克服安培力做功等于电流产生的焦耳热，再求出电流在回路产生的焦耳热。 3．解题通常分三步走： ①先判断出感应电流方向为切入点； ②作出安培力和其它力的图示； ③以力学方程、电路方程、能量守恒方程列式。 例1．图10-3-1所示，两根金属导轨平行放置在倾角为θ= 30°的斜面上，导轨左端接有电阻R = 8Ω，导轨自身电阻不计．匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为B = 0.5 T．质量为m = 0.1 kg，电阻为r = 2Ω的金属棒ab由静止释放，沿导轨下滑，设导轨足够长，导轨宽度L = 2 m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑的高度为h = 3 m时，恰好达到最大速度vm = 2 m/s，求此过程中： (1)金属棒受到的摩擦阻力； (2)电阻R中产生的热量； 例2．两根水平放置的足够长的平行金属导轨相距1 m，导轨左端连一个R = 1.8 Ω的电阻，一根金属棒ab的质量为0.2 kg，电阻为0.2 Ω，横跨在导轨上并与导轨垂直，整个装置在竖直向上且B = 0.5T的匀强磁场中，如图10-3-2所示。已知ab与导轨间的动摩擦因数μ = 0.5，用水平恒力F=2N拉动ab，使ab在导轨上平动，若不计导轨电阻，g = 10 m/s 2，问： （1）棒速达到4 m/s时，棒的加速度多大？ （2）棒达到最大速度时，棒两端电压多大？ 例3．如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L = 1m，两轨道用R = 2Ω的电阻连接，有一质量m = 0.5 kg的导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B = 2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力F沿水平方向拉动导体杆，则： （1）若拉力F大小恒为4 N，请说明导体杆做何种运动，最终速度为多少？ （2）若拉力F大小恒为4 N，且已知从静止开始直到导体棒达到稳定速度所经历的位移为s = 10 m，求在此过程中电阻R上所生的热； （3）若拉力F为变力，在其作用下恰使导体棒做加速度为a = 2m/s2的匀加速直线运动，请写出拉力F随时间t的变化关系式。 练习题 1．如图10-3-12所示，两根足够长固定平行金属导轨位于倾角的斜面上，导轨上、下端各接有阻值的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。质量、连入电路的电阻的金属棒在较高处由静止释放，当金属棒下滑高度时，速度恰好达到最大值。金属棒在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触取。求： （1）金属棒由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量。 （2）金属棒由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻中产生的热量。 2．如图10-3-13所示，矩形导线框abcd，质量m = 0.2 kg ，电阻r = 1.6 Ω，边长L1 = 1.0 m，L2 = 0.8 m.其下方距cd边h = 0.8 m处有一个仅有水平上边界PQ的匀强磁场，磁感应强度B = 0.8 T，方向垂直于纸面向里.现使线框从静止开始自由下落，下落过程中ab边始终水平，且ab边进入磁场前的某一时刻，线框便开始匀速运动.不计空气阻力，取g = 10m/s2。 （1）通过计算说明进入磁场的过程中线框的运动情况； （2）求线框匀速运动的速度大小； （3）求线框进入磁场过程中产生的电热. 3．如图10-3-17所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。 （1）调节Rx=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。 （2）改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。 专题五、图感综合问题 1．什么叫图感综合问题，就是