电磁感应综合

电磁感应综合

1.（07.山东理综卷）用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图10-3-14所示。在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d 。下列判断正确的是

A ．d c b a U U U U <<<

B 。c d

b a U U U U <<<

C 。d c b a U U U U =<=

D 。c d

a b U U U U <<<

2.如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其中一部分处于方向垂直导轨所在平面并且有上下水平边界的匀强磁场中．一根金属杆MN 保持水平并沿导轨滑下(导轨电阻不计)，当金属杆MN 进入磁场区后，其运动的速度随时间变化的图线不可能的是

3.如图所示，两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R 。整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度v 2向下匀速运动。重力加速度为g 。以下说法正确的是（ ）

A.ab 杆所受拉力F 的大小为

221

2B L v mg R

μ+ B. cd 杆所受摩擦力为mg

C. 回路中的电流强度为BL(v 1＋v 2)/2R

D. μ与v 1大小的关系为μ＝2Rmg/B 2L 2

v 1

4.如图所示，倾角为θ的平行金属导轨宽度L ，电阻不计，底端接有阻值为R 的定值电阻，处在与导轨平面垂直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场中。有一质量m ，长也为L 的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为r ，它与导轨之间的动摩擦因数为μ，现让导体棒从导轨底部以平行斜面的速度v 0向上滑行，上滑的最大距离为s ，滑回底端的速度为v ，下列说法正确的是

A ．把运动导体棒视为电源，其最大输出功率为R r

R BLv 2

0)(

+ B ．导体棒从开始到滑到最大高度的过程所用时间为

2v s

C ．导体棒从开始到回到底端，整个回路中产生的焦耳热为

θμcos 22

1212

20mgs mv mv -- D ．导体棒上滑和下滑过程中，电阻R 产生的焦耳热相等

5.如图所示，abcd 为静止于水平面上宽度为L 而长度甚长的U 形金属滑轨，bc 连接有电阻R ，其它部分电阻不计，ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为m 的均匀金属棒．一均匀磁场B 垂直滑轨面．金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M 的重物．若重物从静止开始下落，假定滑轮无质量，且金属棒在运动中均保持与bc 边平行，忽略所有摩擦力．则：①当金属棒做匀速运动时，其速率是多少？（忽略bc 边对金属棒的作用力）．②若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总高度为h ，求这一过程中电阻R 上产生的热量．

6.如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L ，导轨电阻不计，上端a 、b 间接有阻值为R 的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．质量为m 、电阻为r 的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨

上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v 0．整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知弹簧的劲度系数为k ，弹簧的中心轴线与导轨平行．

（1）求初始时刻通过电阻R 的电流I 的大小和方向；

（2）当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v ，求此时导体棒的加速度大小a ； （3）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为E p ，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，

电阻R 上产生的焦耳热Q ．

7.如图所示PQ 、MN 为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值Ω=8R 的电阻; 导轨间距为kg m m L 1.0;1==一质量为,电阻Ω=2r ,长约m 1的均匀金属杆水平放置

在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数5

3

=μ,导轨平面的倾角为030=θ在垂直导轨平 面方向有匀强磁场,磁感应强度为0.5T B =,

开始到杆AB 恰好匀速运动的过程中经过杆的电量q =(1)当AB 下滑速度为s m /2时加速度的大小 (2)AB 下滑的最大速度

(3)从静止开始到AB 匀速运动过程R 上产生的热量

P

M

8.如图所示,无限长金属导轨EF 、PQ 固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上,轨道间距L=1 m,底部接入一阻值为R=0.4 Ω的定值电阻,上端开口.垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2 T.一质量为m=0.5 kg 的金属棒ab 与导轨接触良好,ab 与导轨间动摩擦因数μ=0.2,ab 连入导轨间的电阻r=0.1 Ω,电路中其余电阻不计.现用一质量为M=2.86 kg 的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab 相连.由静止释放M,不计空气阻力,当M 下落高度h=2.0 m 时,ab 开始匀速运动(运动中ab 始终垂直导轨,并接触良好). (1)求ab 棒沿斜面向上运动的最大速度.

(2)ab 棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R 上产生的焦耳热和流过电阻R 的总电荷量是多少?

9.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F 。此时 A ．电阻R 1消耗的热功率为Fv ／3 B ．电阻 R 。消耗的热功率为 Fv ／6

C ．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cos θ

D ．整个装置消耗的机械功率为（F ＋μmg cos θ）v

10.如图所示，MN 、PQ 为足够长的平行导轨，间距L=0.5m 。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°。NQ ⊥MN,NQ 间连接有一个R=3Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B=1T 。将一根质量为m=0.05kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r=2Ω，其余部分电阻不计。现由静

止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变，cd 距离NQ 为s=2m 。

试解答以下问题

（1）金属棒达到稳定时的速度是多大 （2）从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻R 上产

生的热量是多少？

（3）若将金属棒滑行至cd 处的时刻记作t=0,从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则t=1s 时磁感应强度应为多大？