动量定理在电磁感应中的应用练习（基础篇）-2020-2021学年高二物理人教版选修3-5.docVIP

高二物理——动量定理在电磁感应中的应用姓名：

1、如图所示，水平放置的两条光滑平行金属导轨相距为L，处在竖直的匀强磁场中，磁感应强度为B.导轨左侧连接有阻值为R的电阻，导轨上放有质量为m，ab以初速度v0沿导轨向右运动，导轨和导体棒ab电阻不计，求在此过程中，导体棒运动的距离x.

2.如图所示，长L1=1.0m，宽L2=0.50m的矩形导线框，质量为m=0.20kg，电阻R=2.0Ω．其正下方有宽为H（HL2），磁感应强度为B=1.0T，垂直于纸面向里的匀强磁场．现在，让导线框从cd边距磁场上边界h=0.70m处开始自由下落，当cd边进入磁场中，而ab尚未进入磁场，导线框达到匀速运动。（不计空气阻力，且g=10m/s2）

求：⑴线框进入磁场过程中安培力做的功是多少？

⑵线框穿出磁场过程中通过线框任一截面的电荷量q是多少？

3.如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为R,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为0.5g的匀加速运动,上升了h高度,这一过程中b、c间电阻R产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:

(1)导体杆上升h高度过程中通过杆的电荷量;

(2)导体杆上升h高度时所受拉力F的大小;

(3)导体杆上升h高度过程中拉力做的功。SHAPE

4.如图所示,一平面框架与水平面成θ=37°角,宽L=0.4m,上、下两端各有一个电阻R0=1Ω,框架的其他部分电阻不计,框架足够长。垂直于框架平面的方向存在向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T。ab为金属杆,其长度为L=0.4m,质量m=0.8kg,电阻r=0.5?Ω,金属杆与框架的动摩擦因数μ=0.5。金属杆由静止开始下滑,直到速度达到最大的过程中,金属杆克服磁场力所做的功为W=1.5J。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。求:

(1)ab杆达到的最大速度v;

(2)ab杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离;

(3)在该过程中通过ab的电荷量。

5．如图所示，两条相距l=0.20m的平行光滑金属导轨中间水平，两端翘起。中间水平部分MN、PQ长为d=1.50m，在此区域存在竖直向下的匀强磁场B=0.50T，轨道右端接有电阻R=1.50Ω。一质量为m=10g的导体棒从左端高H=0.80m处由静止下滑，最终停在距MP右侧L=1.0m处，导体棒始终与导轨垂直并接触良好。已知导体棒的电阻r=0.50Ω，其他电阻不计，g取10m/s2。求：

（1）导体棒第一次进入磁场时，电路中的电流；

（2）导体棒在轨道右侧所能达到的最大高度；

（3）导体棒运动的整个过程中，通过电阻R的电量。

R

R

B

H

P

M

N

Q

aFBsdbRMNPM′N′P′6．如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离l=0.50m。轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F

a

F

B

s

d

b

R

M

N

P

M′

N′

P′

（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；

（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；

（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热。