电磁感应计算题(一日一题)
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安徽省蒙城县高二下学期语文期中考试试卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共1题;共6分)1. (6分)(2020·模拟) 阅读下面的文字,完成下面小题。
当远古的人类学会刻下文字与图案时,阅读便开始了。
知识不再局限于口耳相传,而是被记录在岩壁、简帛与纸页上,智山慧海传薪火,无数的读书人“发愤忘食,乐以忘忧”,文明的谱系得以________和更新。
()。
在印刷术诞生后,使书籍得以大批量制作,电子技术则让书的载体不再囿于纸张,扩张到了千万张电子屏幕上。
小小一方电子屏,让阅读世界更加辽阔,阅读形式更加多元。
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________的读物难躲,有人感叹,________地点开一本书,读后却大失所望;合心意的好书难搜,特意想了解新事物,却难找到相关的、从各个维度讨论的读物;读完之后易忘,过了几年只觉得回忆模糊,再看到也只觉“似曾相识”。
电子书平台应该是一个好的________,选择经过市场检验的版本、建立更加严格的书籍筛选机制、依据用户反馈及时调整书库,来提供更多高含金量的读物,要让读者随意一读,也觉有益。
“吾生也有涯,而知也无涯”,在知识的大海里,期待数字阅读成为一艘更稳更大更舒适的船,让我们时时开卷、乐此不疲。
(1)依次填入文中横线上的词语,全都恰当的一项是()A . 流传浑水摸鱼兴趣盎然过滤者B . 流传滥竽充数兴致勃勃筛选者C . 留传滥竽充数兴趣盎然筛选者D . 留传浑水摸鱼兴致勃勃过滤者(2)下列填入文中括号内的语句,衔接最恰当的一项是()A . 知识的积累与发展推动了科技的革新,而科技的向前又为知识的传递提供了更为便捷的方式B . 科技的向前为知识的传递提供了更为便捷的方式,而知识的积累与发展又推动了科技的革新C . 数字化阅读帮我们建立一个更丰富的专属知识资产库D . 数字化阅读和实体阅读都在创新(3)文中画横线的句子有语病,下列修改最恰当的一项是()A . 在印刷术诞生后,书籍得以大批量制作,电子技术则让书的载体不再囿于纸张,扩张到了千万张电子屏幕上。
【例1】如图9-2-1所示,半径为r 的金属环,绕通过某直径的轴OO /以角速度ω转动,匀强磁场的磁感应强度为B .从金属环的平面与磁场方向重合开始计时,则在转过30O的过程中,环中产生的感应电动势的平均值是多大?【例2】在图9-2-2中,设匀强磁场的磁感应强度B=0.10T ,切割磁感线的导线的长度L=40cm ,线框向左匀速运动的速度V=5.0m/s ,整个线框的电阻R=0.5Ω,试求:感应电动势的大小;②感应电流的大小.【例3】如图9-2-3所示,固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd ,各边长为L ,其中ab 边是一段电阻为R 的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜导线,磁场的磁感应强度为B 方向垂直纸面向里.现有一与ab 段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ 架在导线框上,以恒定速度从ad 滑向bc .当PQ 滑过L/3的距离时,通过aP 段电阻丝的电流强度是多大?方向如何?【例4】如图9-2-4所示的电路,L 为自感线圈,R 是一个灯泡,E 是电源,当S 闭合瞬间,通过电灯的电流方向是 ,当S 切断瞬间,通过电灯的电流方向是 .图9-2-3图9-2-1图9-2-2 图9-2-4【例5】.金属杆ab 放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电话,长L 1 = 0.8m ,宽L 2 = 0.5m ,回路的总电阻R = 0.2Ω,回路处在竖直方向的匀强磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M = 0.04kg 的木块,木块放在水平面上,如图9-2-5所示,磁场的磁感应强度从B 0 = 1T 开始随时间均匀增强,5s 末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g = 10m/s 2,求回路中的电流强度.【例6】如图9-2-6所示,光滑导体棒bc 固定在竖直放置的足够长的平行金属导轨上,构成框架abcd ,其中bc 棒电阻为R ,其余电阻不计.一不计电阻的导体棒ef 水平放置在框架上,且始终保持良好接触,能无摩擦地滑动,质量为m .整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直框面.若用恒力F 向上拉ef ,则当ef 匀速上升时,速度多大?【例7】如图9-2-9所示,两根电阻不计,间距为l 的平行金属导轨,一端接有阻值为R 的电阻,导轨上垂直搁置一根质量为m 、电阻为r 的金属棒,整个装置处于竖直向上磁感强度为B 的匀强磁场中.现给金属棒施一冲量,使它以初速0V 向左滑行.设棒与导轨间的动摩擦因数为 ,金属棒从开始运动到停止的整个过程中,通过电阻R 的电量为q .求:(导轨足够长)(1)金属棒沿导轨滑行的距离;(2)在运动的整个过程中消耗的电能.图9-2-5图9-2-6图9-2-9【例8】CD 、EF 为两足够长的导轨,CE =L ,匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感强度为B ,导体CE 连接一电阻R ,导体ab 质量为m ,框架与导体电阻不计,如图9-2-11所示.框架平面与水平面成θ角,框架与导体ab 间的动摩擦因数为μ,求导体ab 下滑的最大速度?【例9】.如图9-2-12所示,两光滑平行导轨MN 、PQ 水平放置在匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直,金属棒ab 可沿导轨自由移动,导轨左端M 、P 接一定值电阻,金属棒以及导轨的电阻不计.现将金属棒由静止向右拉,若保持拉力F 恒定,经过时间t 1后,金属棒的速度为v ,加速度为a 1,最终以2v 作匀速运动;若保持拉力F 的功率恒定,经过时间t 2后,金属棒的速度为v ,加速度为a 2,最终以2v 作匀速运动.求a 1与 a 2的比值.【例1】如图9-3-1甲所示,两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L .M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻.一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab 杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.(1)由b 向a 方向看到的装置如图9-3-1乙所示,请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图; (2)在加速下滑过程中,当ab 杆的速度大小为v 时,求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小; (3)求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值.图9-2-11PM NQR a bF图9-2-12甲乙图9-3-1【例2】如图9-3-2,直角三角形导线框abc 固定在匀强磁场中,ab 是一段长为l 、电阻为R 的均匀导线,ac 和bc 的电阻可不计,ac 长度为1/2.磁场的磁感强度为B ,方向垂直于纸面向里.现有一段长度为l/2、电阻为R/2的均匀导体杆MN 架在导线框上,开始时紧靠ac ,然后沿ac 方向以恒定速度v 向b 端滑动,滑动中始终与ac 平行并与导线框保持良好接触.当MN 滑过的距离为l/3时,导线ac 中的电流是多大?方向如何?1. 如图所示,MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l 为0.40m ,电阻不计. 导轨所在平面与磁感应强度 5.0T B =的匀强磁场垂直.质量26.010kg m -=⨯、电阻0.5r =Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触.导轨两端分别接有阻值均为3.0Ω的电阻1R 和2R .重力加速度取210m/s ,且导轨足够长,若使金属杆ab 从静止开始下滑,求: (1)杆下滑的最大速率m v ;(2)稳定后整个电路耗电的总功率P ; (3)杆下滑速度稳定之后电阻2R 两端的电压U .2. 如图所示(俯视图),相距为2L 的光滑平行金属导轨水平放置,导轨的一部分处在以OO '为右边界的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强大小为B ,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R ,导轨电阻忽略不计。
电磁感应练习题初三电磁感应是物理学中一个重要的概念,也是初中物理课程的重点内容之一。
下面我们来进行一些关于电磁感应的练习题,以帮助初三学生巩固和拓展对这一知识点的理解。
练习题一:一个长直导线中通过电流I,它产生的磁感应强度B为2.5 × 10^-4 T。
现有一条与长直导线平行的导线,两者距离为0.1 m,导线长度为0.5 m,通过的电流为5 A。
求这条导线在电磁感应中所受到的力。
解答:根据电磁感应的洛伦兹力公式F = BILsinθ,其中F为力,B为磁感应强度,I为电流,L为导线长度,θ为两者夹角。
将已知数据代入公式中,可得:F = (2.5 × 10^-4 T) × (5 A) × (0.5 m) × sinθ练习题二:一根长度为1.2 m的导线以速度2.5 m/s在磁感应强度为0.3 T的磁场中运动。
求导线在该磁场中感应出的电动势。
解答:根据电磁感应的法拉第电磁感应定律,感应电动势ε等于导线与磁感应强度的乘积再乘以导线运动的速度。
即ε = BvL,其中ε为感应电动势,B为磁感应强度,v为导线速度,L为导线长度。
将已知数据代入公式中,可得:ε = (0.3 T) × (2.5 m/s) × (1.2 m)练习题三:一个圆形线圈有100个匝,线圈的半径为5 cm,并且导线上的电流随时间变化,变化的速率为0.2 A/s。
求当时间为2 s时,该圆形线圈内感应出的电动势大小。
解答:根据电磁感应的法拉第电磁感应定律,感应电动势ε等于导线上的匝数N与磁感应强度的乘积再乘以导线上电流随时间变化的速率的绝对值。
即ε = NB |dI/dt|,其中ε为感应电动势,N为导线的匝数,B为磁感应强度,dI/dt为电流随时间变化的速率。
将已知数据代入公式中,可得:ε = (100 匝) × B × |0.2 A/s|练习题四:一个长度为1.5 m的导线以速度3 m/s穿过磁感应强度为0.5 T的磁场,导线的两端接在一个电阻为10 Ω的电阻器上。
电磁感应练习题电磁感应是物理学中一个重要的概念,也是我们日常生活中经常遇到的现象。
本文将通过一系列练习题来深入探讨电磁感应的原理和应用。
1. 简单题a) 当一根导线在磁场中移动时,会产生电动势吗?为什么?b) 如果将一个螺线管放在一个变化的磁场中,会在导线中产生电流吗?为什么?2. 定律与公式题a) 简述法拉第电磁感应定律的内容和公式表达式。
b) 如果一个扇形线圈在一个恒定的磁场中以角速度ω旋转,那么在线圈中的感应电动势的大小是多少?c) 一根导线以速度v进入一个均匀磁场,导线的长度为L,磁场的磁感应强度为B。
求导线的两端之间的电动势。
3. 应用题a) 某人正在骑自行车,他的头上戴着一个导电帽子。
当他来回拍打头部时,导电帽子中是否会产生电流?为什么?b) 一个电磁铁的线圈有100个匝,电流强度为2A。
当通过线圈的电流突然关闭时,弃置在线圈中的一个小铁片会发生什么变化?c) 若电磁铁A通电,它旁边的电磁铁B会受到什么影响?其中A 和B具有相同的线圈匝数和电流强度。
4. 深入思考题a) 为什么我们通常用金属制成的材料制造导线?金属的哪些特性使其成为良好的导体?b) 除了变化的磁场,还有其他因素可以产生电磁感应吗?c) 在电磁感应的实际应用中,有哪些方法可以最大程度地提高效率和减少能量损耗?电磁感应作为一项关键的物理原理和现象,广泛应用于电动机、发电机、变压器等技术中。
通过对电磁感应的理解和掌握,我们能更好地解释日常生活中的一些现象,并应用于实际工程和科学研究中。
虽然本文通过练习题来探讨电磁感应,但是它并没有涉及政治或其他无关的话题。
文章以问题和解答的形式展开,结构不单调,并且通过提出深入思考题来激发读者的思考。
同时,正确的排版和整洁的格式使文章更加易读和专业。
通过阅读这篇文章,读者可以加深对电磁感应的理解,并希望能够进一步探索该主题的相关知识和应用。
初中电磁感应专题练习(含详细答案)
一、选择题
1. 一个导线在磁场中匀速向右移动,感应电动势的方向如何?
A. 由左向右
B. 由右向左
C. 没有感应电动势
D. 无法确定
答案:B
2. 带电粒子在磁场中匀速运动,运动轨迹如何?
A. 直线运动
B. 圆形运动
C. 抛物线运动
D. 双曲线运动
答案:B
二、计算题
1. 一个弯曲的导线长为10cm,导线中有一个电流I=2A,若在
导线处有一个磁感应强度为B=3T的磁场,求电动势的大小为多少?
解答:
$\mathcal{E}=Blv=\frac{1}{2}Blv=\frac{1}{2}Blsin\theta=\frac{1}{2} \times 3 \times 0.1 \times 2=\frac{3}{20}$V。
三、简答题
1. 什么是电磁感应?
电磁感应是指导体中的电子受到磁场的作用从而在导体两端产
生的电动势。
2. 什么是法拉第电磁感应定律?
法拉第电磁感应定律指出,当导体中的磁力线发生变化时,沿
着导体的任意闭合回路中就会产生感应电动势,其大小与磁通量的
变化率成正比,方向满足楞次定律。
3. 什么是楞次定律?
楞次定律指出,当导体内有感应电流时,该电流所发出的磁场的方向是这样的,即它所引起的磁通量的变化总是阻碍引起这种变化的原因。
4. 什么情况下会产生感应电流?
当导体在磁场中发生运动或被磁场线穿过而发生变化时,就会在导体中产生感应电流。
电磁感应练习题电磁感应是物理学中重要的概念,涉及到许多与电流、磁场以及运动相互关联的问题。
下面将为大家提供一些电磁感应的练习题,希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一概念。
1. 一个面积为0.5平方米的导线,当其以速度为5m/s通过一个磁感应强度为0.2特斯拉的磁场时,导线产生的感应电动势为多少?2. 轨道上的一辆火车以速度30m/s通过一个长度为100米、磁感应强度为0.1特斯拉的磁场区域。
如果火车的两端都与轨道相连,火车的长度为50米,两端之间的电阻为10欧姆,求火车上的感应电流大小。
3. 一个圆形线圈,半径为0.2米,绕轴心旋转,角速度为200弧度/秒。
当磁感应强度为0.5特斯拉时,求线圈两端的感应电压大小。
4. 一个长直导线上有一个电阻为5欧姆的电阻器,导线与地面呈30度角。
当导线上的电流为10安培时,求电阻器两端的感应电压大小。
5. 一个飞机以速度1000km/h飞行,如果它的翅膀展长为30米,展宽为10米,求翅膀两端的感应电压大小,假设地面磁场的磁感应强度为0.01特斯拉。
6. 一个长直导线的一端接有一个电动势为12伏特的电池,导线的长度为2米。
如果导线的另一端与一根具有电阻R的导线相接,导线与地面呈60度角。
当导线中的电流为5安培时,求电阻R的大小。
这些题目涉及到了电磁感应的各个方面,包括导线通过磁场产生感应电动势、运动物体通过磁场产生感应电流等等。
通过解决这些问题,可以加深对电磁感应相关概念的理解,提高解决实际问题的能力。
希望大家在解答问题时注意到电磁感应原理的应用,特别是利用右手定则确定导线上感应电流的方向,以及利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势大小等。
通过这些练习题的实践,相信大家对电磁感应的理解会更加深入。
大学物理6丫头5《大学物理AI 》作业 No.11 电磁感应班级 ________________ 学号 ______________ 姓名 ____________ 成绩 ___________一、选择题:(注意:题目中可能有一个或几个正确答案) 1.一块铜板放在磁感应强度正在增大的磁场中时,铜板中出现涡流(感应电流),则涡流将: (A)加速铜板中磁场的增加 (B)减缓铜板中磁场的增加(C)对磁场不起作用 (D)使铜板中磁场反向[ B ] 解:根据愣次定律,感应电流的磁场总是力图阻碍原磁场的变化。
故选B2.一无限长直导体薄板宽度为l ,板面与Z 轴垂直,板的长度方向沿Y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图。
整个系统放在磁感应强度为B的均匀磁场中,B的方向沿Z 轴正方向,如果伏特计与导体平板均以速度v向Y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0 (B)vBl 21(C) vBl (D) vBl 2[ A ]解:在伏特计与导体平板运动过程中,dc ab εε=,整个回路0=∑ε,0=i ,所以伏特计指示0=V 。
故选A3.两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,I 以tId d 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则: (A)线圈中无感应电流。
(B)线圈中感应电流为顺时针方向。
(C)线圈中感应电流为逆时针方向。
(D)线圈中感应电流方向不确定。
[ B ]解:0d d >t I ,在回路产生的垂直于纸面向外的磁场⊗增强,根据愣次定律,回路中产生的电流为顺时针,用以反抗原来磁通量的变化。
故选B4.在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内,有一半经为r ,电阻为R 的导线环,环中心距直导线为a ,如图所示,且r a >>。
当aIroabcVdYBZlI直导线的电流被切断后,沿着导线环流过的电量约为:(A))11(220ra a R Ir +-πμ(B)a ra R Ir +ln20πμ (C)aRIr 220μ (D)rRIa 220μ[ C ]解:直导线切断电流的过程中,在导线环中有感应电动势大小:td d Φ=ε 感应电流为:tR Ri d d 1Φ==ε则沿导线环流过的电量为 ∆Φ=⋅Φ==⎰⎰Rt t R t i q 1d d d 1daRIr R r a I R S B 212120200μππμ=⋅⋅=⋅∆≈故选C5.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B平行于ab 边,bc 的边长为l 。
.电磁感应定律典型计算题一、计算题(本大题共41小题,共410.0分)1.如图,不计电阻的U形导轨水平放置,导轨宽l=0.5m,左端连接阻值为0.4Ω的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN ,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物,图中L=0.8m.开始重物与水平地面接触并处于静止.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感强度B0=0.5T,并且以的规律在增大.不计摩擦阻力.求至少经过多长时间才能将重物吊起?(g=10m/s2)2.在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2.螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化.求:(1)求螺线管中产生的感应电动势;(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率;(3)S断开后,求流经R2的电量.3.如图甲所示,回路中有一个C=60μF的电容器,已知回路的面积为1.0×10-2m 2,垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示,求:(1)t=5s时,回路中的感应电动势;(2)电容器上的电荷量.4.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=1 000,线圈面积S=300cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,线圈处在有一方向垂直线圈平面向里的圆形磁场中,圆形磁场的面积S0=200cm2,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.求:(1)第4秒时线圈的磁通量及前4s内磁通量的变化量(2)前4s内的感应电动势和前4s内通过R的电荷量;(3)线圈电阻r消耗的功率.5.如图所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示;求:(1)前4s内的感应电动势(2)前5s内的感应电动势.6.如图所示,电阻不计的足够长光滑平行金属导轨倾斜放置,两导轨间距为L,导轨平面与水平面之间的夹角为α,下端接有阻值为R的电阻.质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定轻质弹簧连接后放在导轨上,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,开始时导体棒ab处于锁定状态且弹簧处于原长.某时刻将导体棒解锁并给导体棒一个沿导轨平面向下的初速度v0使导体棒ab沿导轨平面运动,整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触,弹簧的劲度系数为k且弹簧的中心轴线与导轨平行,导体棒运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g.(1)若导体棒的速度达到最大时弹簧的劲度系数k与其形变量x、导体棒ab的质量之间的关系为k=,求导体棒ab的速度达到最大时通过电阻R的电流大小;(2)若导体棒ab第一次回到初始位置时的速度大小为v,求此时导体棒ab的加速度大小;(3)若导体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上产生的热量.7.如图所示,两根足够长固定平行金属导轨位于倾角θ=30°的斜面上,导轨上、下端各接有阻值R=20Ω的电阻,导轨电阻忽略不计,导轨宽度L=2m,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T.质量m=0.1kg、连入电路的电阻r=10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,当金属棒ab下滑高度h=3m时,速度恰好达到最大值v=2m/s.金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触g取10m/s2.求:(1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量.(2)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量.8.如图所示,有一磁感应强度大小为B的水平匀强磁场,其上下水平边界的间距为H;磁场的正上方有一长方形导线框,其长和宽分别为L、d(d<H),质量为m,电阻为R.现将线框从其下边缘与磁场上边界间的距离为h处由静止释放,测得线框进入磁场的过程所用的时间为t.线框平面始终与磁场方向垂直,线框上下边始终保持水平,重力加速度为g.求:(1)线框下边缘刚进入磁场时线框中感应电流的大小和方向;(2)线框的上边缘刚进磁场时线框的速率v1;(3)线框下边缘刚进入磁场到下边缘刚离开磁场的全过程中产生的总焦耳热Q.9.如图所示,相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连,导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直.t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动.求:(1)t=2s时回路中的电流;(2)t=2s时外力F大小;(3)第2s内通过棒的电荷量.10.如图所示,面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=0.2t T,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω.求:(1)回路的感应电动势;(2)a、b两点间的电压.11.如图甲所示,有一面积S=100cm2,匝数n=100匝的闭合线圈,电阻为R=10Ω,线圈中磁场变化规律如图乙所示,磁场方向垂直纸面向里为正方向,求:(1)t=1s时,穿过每匝线圈的磁通量为多少?(2)t=2s内,线圈产生的感应电动势为多少?12.如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:(1)杆能达到的最大速度多大?(2)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中金属杆ab的位移多大?(3)接(2)问,此过程中流过电阻R的电量?经历的时间?13.如图甲所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻,一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上,在导体棒的右侧导轨间加一有界匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面,宽度为d0,磁感应强度为B,设磁场左边界到导体棒的距离为d.现用一个水平向右的力F拉导体棒,使它由静止开始运动,棒离开磁场前已做匀速直线运动,与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,水平力F与位移x的关系图象如图乙所示,F0已知.求:.(1)导体棒ab离开磁场右边界时的速度.(2)导体棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能.(3)d0满足什么条件时,导体棒ab进入磁场后一直做匀速运动?14.如图所示,在宽为0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r=0.6Ω的导体棒,在导轨的两端分别连接两个电阻R1=4Ω、R2=6Ω,其他电阻不计.整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中,如图所示,磁感应强度 B=0.1T.当直导体棒在导轨上以v=6m/s的速度向右运动时,求:直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小.15.如图所示,宽为L的光滑导轨与水平面成θ角,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度为B,质量为m、电阻为r的金属杆ab沿导轨下滑,导轨下端的定值电阻为R,导轨的电阻不计,试求:(1)杆ab沿导轨下滑时的稳定速度的大小;(2)杆ab稳定下滑时两端的电势差.16.如图所示,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨,间距为l=0.50m,导轨上端接有电阻R=0.80Ω,导轨电阻忽略不计.空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外.质量为m=0.02kg、电阻r=0.20Ω的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下滑,下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好.已知重力加速度为g=10m/s2,不计空气阻力,求在磁场中,(1)金属杆刚进入磁场区域时加速度;(2)若金属杆在磁场区域又下落h开始以v0匀速运动,求v 0大小.17.竖直放置的光滑U形导轨宽0.5m,电阻不计,置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中,磁场垂直于导轨平面,如图所示,质量为10g,电阻为1Ω的金属杆PQ无初速度释放后,紧贴导轨下滑(始终能处于水平位置).问:(1)到通过PQ的电量达到0.2c时,PQ下落了多大高度?(2)若此时PQ正好到达最大速度,此速度多大?(3)以上过程产生了多少热量?18.如图甲所示,平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37°,导轨间距为L=1m,底端接有电阻R=6Ω,虚线00'下方有垂直于导轨平面向下的匀强磁场.现将质量m=1kg、电阻r=3Ω的金属杆ab从00'上方某处静止释放,杆下滑4m过程中(没有滑到底端)始终保持与导轨垂直且良好接触,杆的加速度a与下滑距离s的关系如图乙所示.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,其余电阻不计)求:(1)金属杆ab与导轨间的动摩擦因数μ(2)磁感应强度B的大小.19.如图,在竖直平面内有金属框ABCD,B=0.1T的匀强磁场垂直线框平面向外,线框电阻不计,框间距离为0.1m.线框上有一个长0.1m的可滑动的金属杆ab,已知金属杆质量为0.2g,金属杆电阻r=0.1Ω,电阻R=0.2Ω,不计其他阻力,求金属杆ab匀速下落时的速度.20.一个面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方问垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T,定值电阻R=6Ω,线圈电阻r=4Ω,求:(1)线圈中磁通量的变化率和回路的感应电动势;(2)a、b两点间电压U ab..21.一线圈匝数为N、电阻为r,在线圈外接一阻值为2r的电阻R,如图甲所示.线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示.求0至t0时间内:(1)线圈中产生的感应电动势大小;(2)通过R的感应电流大小和方向;(3)电阻R中感应电流产生的焦耳热.22.金属框架平面与磁感线垂直,金属与框架的电阻忽略,电流计内阻R=20Ω,磁感强度B=1T,导轨宽L=50cm,棒以2m/s的速度作切割磁感线运动,那么(1)电路中产生的感应电动势为多少伏?(2)电流的总功率为多少瓦?(3)为了维持金属棒作匀速运动,外力F的大小为多少牛?23.如图所示,导轨是水平的,其间距l1=0.5m,ab杆与导轨左端的距离l2=0.8m,由导轨与ab杆所构成的回路电阻为0.2Ω,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场的磁感应强度B=1T,滑轮下挂一重物质量0.04kg,ah杆与导轨间的摩擦不计,现使磁场以=0.2T/s的变化率均匀地增大,问:当t为多少时,M刚离开地面?(g取10m/s2)24.如图(甲)所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间的距离L=1m,定值电阻R 1=6Ω,R2=3Ω,导轨上放一质量为m=1kg的金属杆,杆的电阻r=2Ω,导轨的电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向下.现用一拉力F沿水平方向拉杆,使金属杆以一定的初速度开始运动.图(乙)所示为通过R1中电流的平方I12随时间t的变化关系图象,求:(1)5s末金属杆的速度;(2)金属杆在t时刻所受的安培力;(3)5s内拉力F所做的功.25.在光滑绝缘水平面上,电阻为0.1Ω、质量为0.05kg的长方形金属框abcd,以10m/s的初速度向磁感应强度B=0.5T、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去.当金属框进入磁场到达如图所示位置时,已产生1.6J的热量.(1)求出在图示位置时金属框的动能.(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率.(已知ab边长L=0.1m)26.如图所示,两平行金属导轨之间的距离为L=0.6m,两导轨所在平面与水平面之间的夹角为θ=37°,电阻R的阻值为1Ω(其余电阻不计),一质量为m=0.1kg的导体棒横放在导轨上,整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,方向垂直导轨平面斜向上,已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ=0.3,今由静止释放导体棒,当通过导体棒的电荷量为1.8C时,导体棒开始做匀速直线运动.已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,求:(1)导体棒匀速运动的速度;(2)求导体从静止开始到匀速过程中下滑的距离S.(3)导体棒下滑s的过程中产生的电能.27.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.求:(1)请说明线圈中的电流方向;(2)前4s内的感应电动势;.(3)前4s内通过R的电荷量.28.如图所示,水平方向的匀强磁场呈带状分布,两区域磁感应强度不同,宽度都是L,间隔是2L.边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框,处于竖直平面且与磁场方向垂直,底边平行于磁场边界,离第一磁场的上边界的距离为L.线框从静止开始自由下落,当线框穿过两磁场区域时恰好都能匀速运动.若重力加速度为g,求:(1)第一个磁场区域的磁感应强度B1;(2)线框从开始下落到刚好穿过第二磁场区域的过程中产生的总热量Q.29.如图所示,框架的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B.试求:①框架平面与磁感应强度B垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?②若框架绕OO′转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?③在此过程中,穿过框架平面的磁通量的变化量大小为多少?30.如图所示,一U形光滑金属框的可动边AC棒长L=1m,电阻为r=1Ω.匀强磁场的磁感强度为B=0.5T,AC以v=8m/s的速度水平向右移动,电阻R=7Ω,(其它电阻均不计).求:(1)电路中产生的感应电动势的大小.(2)通过R的感应电流大小.(3)AC两端的电压大小.31.如图,光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l,在M点和P点间接一个阻值为R 的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场,磁感强度为B.一质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d0.现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计).求:(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度;(2)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能.32.如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,两根长为L的完全相同的金属棒ab、cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,每根棒的质量均为m、电阻均为R.现对ab施加平行导轨向上的恒力F,当ab向上做匀速直线运动时,cd保持静止状态.(1)求力F的大小及ab运动速度v的大小.(2)若施加在ab上的力的大小突然变为2mg,方向不变,则当两棒运动的加速度刚好相同时回路中的电流强度I和电功率P分别为多大?33.如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界.并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里.现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象,图中字母均为已知量.重力加速度为g,不计空气阻力.求:(1)金属线框的边长;(2)金属线框在进入磁场的过程中通过线框截面的电量;(3)金属线框在0~t4时间内安培力做的总功.34.如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距为L,左端接有阻值为R的电阻,一质量为m、电阻为r的金属棒MN垂直放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中.当.棒以速度v匀速运动时,加在棒上的水平拉力大小为F1;若改变水平拉力的大小,让棒以初速度v做匀加速直线运动,当棒匀加速运动的位移为x时,速度达到3v.己知导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保待良好接触.(1)求磁场的磁感应强度大小;(2)在金属棒的速度由v变为3v的匀加速运动过程中,拉力对金属棒做的功为W F,求这一过程回路产生的电热为多少?(3)通过计算写出金属棒匀加速直线运动时所需外力F随时间t变化的函数关系式.35.相距为L的两光滑平行导轨与水平面成θ角放置.上端连接一阻值为R的电阻,其他电阻不计.整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感强度为B,质量为m,电阻为r的导体MN,垂直导轨放在导轨上,如图所示.由静止释放导体MN,求:(1)MN可达的最大速度v m;(2)MN速度v=时的加速度a;(3)回路产生的最大电功率P m.36.如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定,轨距为d.空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B.P、M间接有阻值为3R的电阻.Q、N间接有阻值为6R的电阻,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其有效电阻为R.现从静止释放ab,当它沿轨道下滑距离s时,达到最大速度.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g.求:(1)金属杆ab运动的最大速度;(2)金属杆ab运动的加速度为gsinθ时,金属杆ab消耗的电功率;(3)金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中,通过6R的电量;(4)金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中,克服安培力所做的功.37.如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L=1m,在M点和P点间接有一个阻值为R=0.8Ω的电阻,在两导轨间的矩形区域OO1O1′O′内有垂直导轨平面向里、高度h=1.55m的匀强磁场,磁感应强度为B=T,一质量为m=0.5kg的导体棒ab垂直资料地搁在导轨上,与磁场的上边界相距h0=0.45m,现使ab棒由静止开始释放,下落过程中,棒ab与导轨始终保持良好接触且保持水平,在离开磁场前已经做匀速直线运动,已知导体棒在导轨间的有效电阻由0.2Ω,导轨的电阻不计,g取10m/s2.(1)ab棒离开磁场的下边届时的速度大小;(2)ab棒从静止释放到离开磁场下边届的运动过程中,其速度达到2m/s时的加速度大小和方向;(3)ab棒在通过磁场区的过程中产生的焦耳热.38.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R=8Ω的电阻;导轨间距为L=1m;一质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω,长约1m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μ=,导轨平面的倾角为θ=30°在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T,今让金属杆AB由静止开始下滑,下滑过程中杆AB与导轨一直保持良好接触,杆从静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量q=l C,求:(1)当AB下滑速度为2m/s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.39.如图所示,“U”形导线框固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,它们围成的矩形边长分别为L1、L2,回路的总电阻为R.从t=0时刻起,在竖直向上方向加一个随时间均匀增加的磁场B=kt,那么(1)在磁场均匀增加过程,金属棒ab电流方向?(2)时间t为多大时,金属棒开始移动?(最大静摩擦力fm近似为滑动摩擦力f滑)40.如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R.边界MN的右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.线框在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行.当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动.在线框进入磁场的过程中,求:高中物理试卷第12页,共13页.(1)线框ab边产生的感应电动势E的大小;(2)线框a、b两点的电势差;(3)线框中产生的焦耳热.41.如图所示,宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T.一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小.(2)作用在导体棒上的拉力的大小.(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求:从撤去拉力至棒停下来过程中电阻R上产生的热量.资料。
八年级物理练习题:电磁感应电磁感应练习题
题目一:
1. 一根导线被连接到一个电池的两个端口上,并放在一块磁铁附近。
当电流通过导线时,磁铁受到吸引。
请说明这是如何发生的?
题目二:
2. 一个长直导线垂直放置在一块保持不变的磁场中。
如果导线中的电流方向与磁场方向相同,导线将受到一个向上的力。
如果电流方向与磁场方向相反,导线将受到一个向下的力。
请解释这个现象。
题目三:
3. 当电磁感应发生时,电流是如何产生的?请解释法拉第电磁感应定律。
题目四:
4. 简述发电机的工作原理。
说明在发电机中如何利用电磁感应产生电流。
题目五:
5. 请解释电磁感应在变压器中的应用。
说明变压器如何将电能从一个线圈传输到另一个线圈。
题目六:
6. 电磁感应可用于许多设备和技术中。
请举例并解释其中一个实际应用。
题目七:
7. 描述电磁感应实验的步骤。
设计并实施一个简单的电磁感应实验。
题目八:
8. 某个发电站的输出电压为220V。
计算电磁感应原理下,需要多少匝才能将
输出电压增加到440V?
题目九:
9. 当一个磁场变化时,经过具有多个匝数的线圈时,电压的大小会受到影响。
请说明匝数如何影响电磁感应中的电压大小。
题目十:
10. 电磁感应也被应用于感应炉。
解释感应炉是如何利用电磁感应加热金属的。
电磁感应的典型计算1 如图所示,一与水平面夹角为θ=37°的倾斜平行金属导轨,两导轨足够长且相距L=0.2m,另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=0.01kg,可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和PQ杆的电阻均为R=0.2Ω(倾斜金属导轨电阻不计),MN杆被两个垂直于导轨的绝缘立柱挡住,整个装置处于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T.PQ杆在恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动,拉力F垂直PQ杆沿导轨平面向上,当运动位移x=0.1 m时PQ杆达到最大速度,此时MN杆对绝缘立柱的压力恰好为零(g取10m/s2,sin 37°=0.6 ,cos 37°=0.8).求:(1) PQ杆的最大速度v m, (2)当PQ杆加速度时,MN杆对立柱的压力;(3)PQ杆由静止到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q.解:(1)PQ达到最大速度时,关于电动势为:E m=BLv m,感应电流为:I m=REm2,根据MN杆受力分析可得:mg sinθ=BI m L,联立解得:v m=22sin2LBRmg=0.6m/s;(2)当PQ的加速度a=2 m/s2 时,对PQ根据牛顿第二定律可得:F-mg sinθ-BIL=ma,对MN根据共点力的平衡可得:BIL+F N-mg sinθ=0,PQ达到最大速度时,有:F-mg sinθ-BI m L=0,联立解得:F N=0.02N,根据牛顿第三定律可得对立柱的压力F N=0.02N;(3)PQ由静止到最大速度的过程中,根据功能关系可得:F x =221mmv+mgx sinθ+Q,解得:Q=4.2×10-3 J.答:(1)PQ杆的最大速度为0.6m/s;(2)当PQ杆加速度a=2m/s2时,MN杆对立柱的压力为0.02N (3)PQ杆由静止到最大速度回路产生的焦耳热为4.2×10-3 J.2 如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为θ=37°,导轨间距为lm,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒 ab 和a′b′的质量都是0.2kg,电阻都是1Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒a′b′和导轨之间的动摩擦因数为0.5,设金属棒a′b′受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.金属棒ab和导轨无摩擦,导轨平面PMKO处存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场,导轨平面PMNQ处存在着沿轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度B的大小相同.用外力让a′b′固定不动,将金属棒ab由静止释放,当ab下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为18W.求:(1)ab 棒达到的最大速度;(2)ab棒下落了 30m 高度时,其下滑速度已经达到稳定,此过程中回路电流产生的焦耳热Q;(3)在ab棒下滑过程中某时刻将a′b′固定解除,为确保a′b′始终保持静止,则a′b′固定解除时ab棒的速度大小满足什么条件?( g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8 )解:(1)ab 棒达到最大速度时做匀速运动,其重力功率等于整个回路消耗的电功率,则有:mg sinθ•v m=P电,则得:ab棒的最大速度为:v m==m/s=15m/s;由P电==,得:B==T=0.4T(2)根据能量守恒得:mgh=Q+则得:Q=mgh-=0.2×10×30J-×0.2×152 =37.5 J(3)将a′b′固定解除,为确保a′b′始终保持静止,则对于a′b′垂直于斜面方向有:N=mg cos37°+BIL,平行于斜面方向有:mg sin37°≤f m=μN解得:I ≥2A对于ab棒:E=I•2R,E=BLv,则得:v=≥m/s=10m/s故ab的速度应满足的条件是:10m/s≤v≤15m/s答:(1)ab 棒达到的最大速度是15m/s;(2)ab棒下落了30m 高度时,其下滑速度已经达到稳定,此过程中回路电流产生的焦耳热Q是37.5J;(3)在ab棒下滑过程中某时刻将a′b′固定解除,为确保a′b′始终保持静止,则a′b′固定解除时ab棒的速度大小满足的条件是10m/s≤v≤15m/s3 如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为L,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜面向上.将甲乙两电阻阻值相同、质量均为m的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距L.静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨向下的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动,加速度大小g sinθ,乙金属杆刚进入磁场时,发现乙金属杆作匀速运动.(1)求乙刚进入磁场时的速度(2)甲乙的电阻R为多少;(3)乙刚释放时t=0,写出从开始释放到乙金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系;(4 )若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.解:⑴在乙尚未进入磁场中的过程中,甲、乙的加速度相同,设乙刚进入磁场时的速度v乙刚进入磁场时,对乙由根据平衡条件得(2)设乙从释放到刚进入磁场过程中做匀加速直线运动所需要的时间为设乙从进入磁场过程至刚离开磁场的过程中做匀速直线运动所需要的时间为设乙离开磁场时,甲的速度设甲从开始释放至乙离开磁场的过程中的位移为x根据能量转化和守恒定律得:4 如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接。
1.如图所示,两根相同的劲度系数为k 的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧上端通过导线与阻值为R 的电阻相连,弹簧下端连接一质量为m ,长度为L ,电阻为r
金属棒始终处于宽度为d 垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中。
开始时弹簧处于原长,金属棒从静止释放,水平下
降h 高时达到最大速度。
已知弹簧始终在弹性限度内,且弹性势能与弹簧形变量x 的关系为2
21kx E p ,不计空
气阻力及其它电阻。
求:(1)此时金属棒的速度多大?
(2)这一过程中,R 所产生焦耳热Q R 多少?
2.如图15(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H 的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。
圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图15(b)所示,两磁场方向均竖直向上。
在圆弧顶端,放置一质量为m 的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属
棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧顶端。
设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的
一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
3、如图甲所示, 两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0.2m,一端通过导线与阻
值为R=1Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B=0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的v-t图象如图乙所示. (取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)t=10s时拉力的大小及电路的发热功率.
(2)在0~10s内,通过电阻R
图乙
4.如图所示,竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感
应强度B 0=0.5T ,并且以B t
∆∆=1T/s 在增加,水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计,导轨宽为0.5m ,左端所接电阻R = 0.4Ω。
在导轨上l =1.0m 处的右端搁一金属棒ab ,其电阻R 0=0.1Ω,并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M = 2kg 的重物,欲将重物吊起,问: (1)感应电流的方向(请将电流方向标在本题图上)以及感应电流的大小;
(2)经过多长时间能吊起重物。
5.如图所示,在一个磁感应强度为B的匀强磁场中,有一弯成45角的金属导轨,且导轨平面垂直磁场方
向。
导电棒MN以速度v从导轨的O点处开始无摩擦地匀速滑动,速度v的方向与Ox方向平行,导电棒与导轨单位长度的电阻为r。
(1)写出t时刻感应电动势的表达式;
(2)感应电流的大小如何?
(3)写出在t时刻作用在导电棒MN上
的外力瞬时功率的表达式。
6、如图15所示,矩形裸导线框长边的长度为2l ,短边的长度为l ,在两个短边上均接有电阻R ,其余部分电阻不计。
导线框一长边与x 轴重合,左边的坐标
x=0,线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的磁
感应强度满足关系B=B 0sin (l
x 2 )。
一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良好,电阻也是R 。
开始时导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动,求: (1)导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时
图15
间t变化的规律;
(2)导体棒AB从x=0到x=2l的过程中回路产生的热量。
7.如图所示,两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ,一端接有阻值为R的电阻,处于方向竖直向下的匀强磁场中。
在导轨上垂直导轨跨放质
量为m的金属直杆,金属杆的电阻为r,金属杆与导轨接触良好、导轨足够长且电阻不计。
金属杆在垂直于杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时,电阻R 上消耗的电功率为P,从某一时刻开始撤去水平恒力F去水平力后:(1)当电阻R上消耗的功率为P/4时,金属杆的加速度大小和方向。
(2)电阻R上产生的焦耳热。
8.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,问距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;
导轨上放一质量为m的金属杆(见右上图),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.
用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v与F的关系如右下图。
(取重力加速度g=10m/s2)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω;磁感
应强度B为多大?
(3)由v—F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
9.(14分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为尺的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计
的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,
电阻尺消耗的功率为8W,求该速度
的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g=10rn/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
10.如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2米,在导轨的一端接有阻值为R=0.5欧的电阻,在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5特斯拉。
一质量为m=o.1千克的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2米/秒的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2米/秒2、方向与初速度方向相反。
设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。
求:(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;
(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。
11.半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两
灯的电阻均为R0=2Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计
(1)若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO’的瞬时(如图所示)MN 中的电动势和流过灯L1的电流。
(2)撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90º,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为ΔB/Δt=(4 /Ω)T/s,求L1的功率
12、如图所示,倾角θ=30º、宽度L=1m的足够长的“U”形平行光滑金属导轨固定在磁感
应强度B =1T,范围足够大的匀强磁场
中,磁场方向垂直于斜面向下。
用平行于轨道的牵引力拉一根质量m =0.2㎏、电阻R =1Ω的垂直放在导轨上的金属棒a b,使之由静止开始沿轨道向上运动。
牵引力做功的功率恒为6W,当金属棒移动2.8m时,获得稳定速度,在此过程中金属棒产生的热量为5.8J,不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2。
求:(1)金属棒达到稳定时速度是多大?
(2)金属棒从静止达到稳定速度时所需的时间多
长?
13、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;
1=
=一质量为,电阻Ω
L1.0
m
kg
m
r,长约m1
=2
N
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0
30=θ在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为0.5T B =,今让金属杆AB 由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB 恰好匀速运动的过程中经过杆的电量1C q =,求:
(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
14.光滑平行金属导轨水平面内固定,导轨间距L=0.5m,导轨右端接有电阻R L=4Ω小灯泡,导
轨电阻不计。
如图甲,在导轨的MNQP矩形区
域内有竖直向上的磁场,MN、PQ间距d=3m,此区域磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所
示,垂直导轨跨接一金属杆,其电阻r=1Ω,在t=0
时刻,用水平恒力F拉金属杆,使其由静止开始
自GH位往右运动,在金属杆由GH位到PQ位
运动过程中,小灯发光始终没变化,
求:(1)小灯泡发光电功率;
(2)水平恒力F大小;
,. (3)金属杆质量m.。