2013电磁感应规律的综合应用(二)(动力学和能量).doc

PAGE  PAGE 12 电磁感应规律的综合应用(二)(动力学和能量) 题型一 电磁感应中的动力学问题 如图所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L＝1.0 m，导轨平面与水平面间的夹角为30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的M、P两端连接阻值为R＝3.0 Ω的电阻， 金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m＝0.20 kg，电阻r＝0.50 Ω，重物的质量为M＝0.60 kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系如下表所示，不计导轨电阻，g取10 m/s2，求： (1)ab棒的最终速度是多少？ (2)所加磁场的磁感应强度B为多大？ 时间t(s)00.10.20.30.40.50.6上滑距离(m)00.050.150.350.701.051.40(3)当v＝2 m/s时，金属棒的加速度为多大？ 1．(2010年四川)如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能(　　) A．变为0　 B. 先减小后不变 C. 等于F D．先增大再减小 题型二 电磁感应中的能量问题 2010年山东烟台高三检测)如图所示，在高度差h＝0.50 m 的平行虚线范围内，有磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形线框abcd的质量m＝0.10 kg、边长L＝0.50 m、电阻R＝0.50 Ω，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“Ⅰ”时，cd边跟磁场下边缘有一段距离．现有一竖直向上的恒力F＝4.0 N向上提线框，该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动，穿过磁场区域，最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动过程中保持在竖直平面内，且cd边保持水平．设cd边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动(g取10 m/s2)．求： (1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H； (2)线框由位置“Ⅰ”运动到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做功是多少？线框内产生的热量又是多??？ 21.如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历一下四个过程： ①以速率移动d，使它与ob的距离增大一倍； ②再以速率V移动c，使它与oa的距离减小一半； ③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处； ④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q、Q、Q、和Q，则 A.Q=Q=Q=Q B.Q=Q=2Q=2Q C.2Q=2Q=Q=Q C.QQ=QQ 　12．空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为。现有一矩框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为，长边的长度为，如图所示，某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R。从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于___________________。 13．（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： 磁感应强度的大小B； 电流稳定后， 导体棒运动速度的大小v； 流经电流表电流的最大值 23．（07上海）（13分）如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。 （1）求导体棒所达到的恒定速度v2； （2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？ （3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？ （4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过