电磁感应练习题
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电磁感应
1.如图所示,金属杆a在离地h高处从静止开始沿弧形轨道下滑,导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平部分导轨上原来放有一金属杆b.已知杆的质量为ma,且与b杆的质量比为ma∶mb=3∶4,水平导轨足够长,不计摩擦,求: (1)a和b的最终速度分别是多大? (2)整个过程中回路释放的电能是多少? (3)若已知a、b杆的电阻之比Ra∶Rb=3∶4,其余电阻不计,整个过程中a、b上产生的热量分别是多少? 2.如图所示,abcd和a/b/c/d/为水平放置的光滑平行导轨,区域内充满方向竖直向上的匀强磁场。ab、a/b/间的宽度是cd、c/d/间宽度的2倍。设导轨足够长,导体棒ef的质量是棒gh的质量的2倍。现给导体棒ef一个初速度v0,沿导轨向左运动,当两棒的速度稳定时,两棒的速度分别是多少? 3.如图,甲、乙两个完全相同的线圈,在距地面同一高度处由静止开始释放,A、B是边界范围、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场,只是A的区域比B的区域离地面高一些,两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直,则( ) A. 甲先落地。 B. 乙先落地。 C. 二者同时落地。 D. 无法确定。 4. 水平放置的平行金属框架宽L=0.2m,质量为m=0.1kg的金属棒ab放在框架上,并且与框架的两条边垂直。整个装置放在磁感应强度B=0.5T,方向垂直框架平面的匀强磁场中,如图所示。金属棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由静止开始运动。电路中除R=0.05Ω外,其余电阻、摩擦阻力均不考虑。试求当金属棒ab达到最大速度后,撤去外力F,此后感应电流还能产生的热量。(设框架足够长) 5.如图所示位于竖直平面的正方形平面导线框abcd,边长为L=10cm,线框质量为m=0.1kg,电阻
为R=0.5Ω,其下方有一匀强磁场区域,该区域上、下两边界间的距离为H( H> L),磁场的磁感应强度
为B=5T,方向与线框平面垂直。今线框从距磁场上边界h=30cm处自由下落,已知线框的dc边进入磁场
后,ab 边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值,问从线框开始下落到dc边
刚刚到达磁场下边界的过程中,磁场作用于线框的安培力做的总功是多少?(g=10m/s2)
6.如图所示,在匀强磁场区域内与B垂直的平面中有两根足够长的固定金属平行导轨,在它们上面
横放两根平行导体棒构成矩形回路,长度为L,质量为m,电阻为R,回路部分导轨电阻可忽略,棒与导
轨无摩擦,不计重力和电磁辐射,且开始时图中左侧导体棒静止,右侧导体棒具有向右的初速v0,试求
两棒之间距离增长量x的上限。
7.如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN上升,导体
棒的电阻R为1Ω,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中,磁场方向与框
架平面垂直。当导体棒上升h=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的
热量为2J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A,电
动机内阻r为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,求:
(1)棒能达到的稳定速度;
h
a
b
B
b
a
R
× × × ×
× × × ×
a
a
/
b
b
/
d
d
/
c
c
/
e
f
g
h
v
0
(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。