《电磁感应计算题复习专题》例题.doc

电磁感应计算题复习专题

1 •阻值为R =4Q 的电阻连接在图甲电路中，并放置于粗糙水平面上。电路有一边长为厶=lm,阻值厂=1 Q 的正方形区域CDEF,放置在边长为2厶的竖直向下正方形磁场中，磁感应强度3大小随时间变化如图

乙所示，线框始终静止不动。其他部分电阻不计。求:

t =3s 吋通过电阻R 的电流方向及R 两端的电压U.

2.足够长的、间距为厶=lm 的光滑平行金属导轨CD 、EF 水平放置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁 感应强

度5=0.5To 质量〃尸0.1kg,电阻为r =1 Q 的金属棒ah 垂直导轨放置且与导轨接触良好。已知电阻 阻值为R=4Q 。金属棒必在水平恒力F 的作用下由静I 上开始向右运动，当金属棒必达到最大速度v 时, 电阻人的电功率P=4Wo 其他部分电阻不计。求：

（1）金属棒必的电流方向和最大速度u 的大小。

（2） 水平恒力F 的大小。

（3） 当达到最大速度后撤去水平恒力F,金属棒〃运动直至到停止过 程中

电路产生的热量0。

3.竖直放置的平行金属板M 、N 相距d=0.2m,板长L 0=5m,板间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度3 =0.5T,极

板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为厶=lm 的光滑平行金属导轨CD 、EF 水平放 置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度也为3。电阻为厂=1Q 的金属棒ob 垂直导轨放置且与导 轨接触良好。己知滑动变阻器的总阻值为R=4Q,滑片P 的位置位于变阻器的中点。有一个质量为加=1.0 X10池g 、电荷量为g=+2.0X10叱 的带电粒子，从两板屮间左端以初速度v 0 =10m/5沿中心线水平射入

---- c C

7 — V

D

A

X

X

R

X

X

XXX

> r D

XXX

F

(1)

(2) t =3s 时线框受到的安培力F 的大小和方向。 (3) 0・3s 内整个电路的发热暈Qo

X

x

Dx

X

X X

X

B

X X

X

X

X

x

Fx

X

Ci

乙

Ei

场区。不计粒子重力。其他部分电阻不计。

(1)当金属棒必以速度y向右匀速运动时，粒子从两板间沿直线穿过，求金属棒“运动速度V的大小和方向。

(2)为了使金属棒"以速度y向右做匀速运动，要在金属棒ab上施加一水平拉力，求力的大小和方向。

(3)若将极板M、N间的磁场撤掉，其他条件不变，要使粒子能打在极板上，则金属棒必匀速运动的速度*至少多大？

M c c D

x vo x J

• A

XXX

B

X X 1r x J X X XXX

N------ E I F

4. (2012 r东高考35) (18分)如图17所示，质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为1的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为()，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Rxo

5、如图甲所示，在水平面上固定有长为厶=2m、宽为d=\m的金属形导轨，在形导轨右侧/=0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在/=0时刻，质量为

加= 0.1 kg的导体棒以％=1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨Z间的动摩擦因数为

= 导轨与导体棒单位长度的电阻均为2=0.1 Q/m,不计导体棒与导轨之问的接触电阻及地球磁场的

影响(l{Zg=10m/s2).

(1)通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；

(2)计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向;

⑶计算4 s内回路产生的焦耳热.

6. （2014 r州一模）（18分）如图，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a的一端固定在铜环的圆心O 处，另一端紧贴圆环，可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路，&、忌是定值电阻.带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点，被拉起到水平位置；合上开关K,无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧.

已知：磁感应强度为3： a的角速度大小为s长度为/,电阻为心R、=R2=2r,铜坏电阻不计；P、Q 两板间距为d；带电的质量为〃八电量为牛重力加速度为g.求：

（1）a匀速转动的方向；

（2）P、QI'可电场强度E的大小；

（3）小球通过N点时对细线拉力卩的大小.

电磁感应计算题复习专题答案

1:解：(1)由楞次定律知电阻R电流方向由/流向8 由法拉弟电磁感应定律得感应电动势E = ^ =△竺……①

A/ \t

F 11

正方形CDEF与电阻人串联，由欧姆定律/= ---------- =—……②

(R + r) R 代入数据U = 0.4K

bB

(2)lil图乙不变斜率一得/=3s时艮=2.57，感应电动势和感应电流都恒定

\t

由左手定则知正方形CD、EF边所受安培力大小相等，方向相反，相互抵消，故电路所受合力等

于DF边所受水平向左的安培力

则F = BJL……③

代入数据F = 0.257V

(3)由焦耳定律得e = /2(7? + rV……④

代入数据0 = 0.157

2：解：⑴由右手定则矢口金属棒亦的电流方向由方流向°

ah达到最大速度v时感应电动势E = BLv……①

E

必与电阻A串联，由欧姆定律/ = --------- ……②

(7? + 厂)

又p = iu = rR……③

代入数据v = ]0m/s

(2)当”达到最大速度时，合力为零，水平恒力F = F安……④

傀=BIL……⑤

代入数据F = 0.5N

(3)撤去力F直至停止过程，只有安培力做功，使动能全部转化为电路的热能

Q = W安……⑥

由动能定理知一"[=0-^-ZHV2........... ⑦ 代入数据Q = 5J