高二物理专题练习-导体棒问题.pdfVIP

法拉第电磁感应定律应用二 ——————导体棒问题 方法规律： 1、受力分析：必要时画出相应的平面图。 受力平衡时，速度最大。 2、电路问题：画出等效电路图，产生感应电动势的导体相当于电源，其电阻为 内阻。 3、能量问题：安培力做负功，其它能转化为电能。P安（=F安V）=P电（=EI） 4、解题方法：动能定理、能量守恒定律或功能关系 例 1、如图所示，匀强磁场的磁感强度为0.5T，方向垂直纸面向里，当金属棒ab沿光滑导 轨水平向左匀速运动时，电阻 R 上消耗的功率为 2w，已知电阻 R=0.5 ，导轨间的距离 ，导轨电阻不计，金属棒的电阻r=0.1 ，求： （1）金属棒ab中电流的方向。 （2）金属棒匀速滑动的速度 例2、如图所示，水平面内有一对平行放置的金属导轨M、N，它们的电阻忽略不计。阻值为 2Ω的电阻R连接在M、 N 的左端。垂直架在MN上的金属杆ab的阻值r=1Ω，它与导轨的 接触电阻可以忽略。整个装置处于竖直向上的匀强磁场之中。给 ab 一个瞬时冲量，使 ab 杆得到p=0.25kgŸm/s 的动量，此时它的加速度为a=5m/s 。若杆与轨道间摩擦因数为μ =0.2，2 求此时通过电阻R 的电流强度。 例3、如图所示，与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上，导体棒的质量为2Kg，导轨的 L B 宽度 =0.5m，放在磁感应强度 =0.8T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，当导体棒 中通过5A的电流时，ab刚好向右做匀速运动。 求：⑴导体棒受到的安培力有多大？ ⑵导体棒受到的摩擦力有多大？ (3)若导体棒中通过的电流为10A时，导体棒获得的加速度多大？ 课堂练习： 1、如图所示，与导轨等宽的导体棒 ab 放在水平的导轨上，导体棒的质量为 2Kg，导轨的宽度 L B =0.5m，放在磁感应强度 =0.8T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，当导体棒中通过5A 的电流时，ab刚好向右做匀速运动。 求：⑴导体棒受到的安培力有多大？ ⑵导体棒受到的摩擦力有多大？ (3)若导体棒中通过的电流为 10A时，导体棒获得的加速度多大？ B L 例4：如图所示， ＝0.2T 与导轨垂直向上，导轨宽度 ＝1m，α＝300，电阻可忽略不计，导 m R 体棒ab质量为 ＝0.2kg，其电阻 ＝0.1Ω，跨放在U形框架上，并能无摩擦的滑动，求： v （1）导体下滑的最大速度 m。 v P （2）在最大速度 m时，ab上消耗的电功率 m a B b 30 0 l 3、两根光滑的足够长直金属导轨MN、M′N′平行置于竖直面内，导轨间距为 ，导轨上端接有 m l、 阻值为R 的电阻，如图所示。质量为 、长度也为 阻值为 的金属棒ab垂直于导轨放置，且 与导轨保持良好接触，其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为B、方向水平向里的匀强磁场中， ab 由静止释放，在重力作用下向下运动，求： （1）ab运动的最大速度的大小； （2）若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h，此过程中金属棒中产生的焦耳热为 多少？ 4、如图所示，在一匀强磁场中有一U 形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面 垂直，R 为一电阻，ef 为垂直于ab 的一根导体杆，它可以在ab、cd 上无摩擦地滑动．杆 ef 及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef 一个向右的初速度， A．ef 将匀速向右运动 B．ef 将往返运动 C．ef 将减速向右运动，但不是匀减速 D．ef 将加速向右运动 5、如图所示，用一根均匀导线做成的矩形导线框abcd放在匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂 ab bc e