电磁感应导体棒专题.docxVIP

电磁感应题型一.导体棒专题（1）单棒问题（安培力与速度成正比）1.如图所示，光滑导体棒bc固定在竖直放置的足够长的平行金属导轨上，构成框架abcd，其中bc棒电阻为R，其余电阻不计。一质量为m，长度为L且电阻不计的导体棒ef水平放置在框架上，且始终保持良好的接触，能沿导轨无摩擦地滑动，导体棒ef与bc间的距离足够大，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直框面，若用恒力F向上拉ef，则当ef匀速上升时，速度多大？2.如图所示，一个边长为a的正方形闭合线框，自某一高处自由下落，当线框的下边进入水平方向的匀强磁场时，线框即作匀速运动。已知线框的质量为m，电阻为R，磁场的磁感强度为B（不考虑空气阻力）求：1)当线框下边刚进入磁场时，线框所受的磁场力F的大小；2)当线框下边刚进入磁场时，线框中感应电流I的大小；3)线框开始自由下落时，线框下边离开磁场的高度h．3.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m．导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω．导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示．（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；（2）求第2s末外力F的瞬时功率；（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热．(2)导体棒连接体4.如图所示，两平行光滑导轨间距为d倾斜放置，其倾角为θ，下端接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计，一质量为m，电阻为r的金属棒并用细线通过轻质定滑轮与质量为M的重物相连．垂直于导轨平面有一匀强磁场，磁感应强度为B，整个装置从静止开始释放，当金属棒轨向上运动距离L时速度达到最大．不计空气阻力，斜面和磁场区域足够大，重力加速度为g．求：（1）金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中，通过金属棒横截面的电量．（2）金属棒的最大速度；（3）金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中，金属棒中产生的焦耳热．（3）双棒问题5.如图所示，已知AB的速度为v1，CD的速度为v2，棒长l，磁感应强度B，总电阻R，求回路中的电流大小。（假设AB与CD同向运动与反向运动）6.如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行轨道上，平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆ab和cd，组成矩形闭合回路．轨道电阻不计，匀强磁场B垂直穿过整个轨道平面．开始时ab和cd均处于静止状态，现用一个平行轨道的恒力F向右拉ab杆，则下列说法正确的是（　　）A.cd杆向左运动B.ab与cd杆均先做变加速运动，后做匀加速运动C.ab与cd杆均先做变加速运动，后做匀速运动D.ab和cd杆向右运动运动的加速度大小时刻相等7.如图所示，在间距为l的光滑的水平导轨上，放置两根质量均为m、电阻均为R的导体a和b，处于方向竖直向上的大小为B的匀强磁场中。如果对导体a价水平向右的恒力F，是计算： （1）导体a的加速度的最小值和导体b 的加速度的最大值是多少？ （2）两导体最终的相对速度（4）电容器与动量问题8. 宽为l的光滑竖直导轨，处于磁感应强度为B方向垂直导轨平面的匀强磁场中，上端接有电容为C的电容器。一根质量为m的导体，从静止开始下滑。求导体棒的最终运动状态。9.如图所示，已知物块的初速度为v0，其质量为m，其余条件如图所示，已知物块经时间t恰好下边界出磁场，求物块下边界出磁场时的速度。（5）旋转棒10.半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨的中心O，装置的俯视图如图所示；整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下；在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）。直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g，求：（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；（2）外力的功率。