动量与电磁感应结合(浙江选考热门大题)

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例1.如图所示,MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端接阻值R=1.5Ω的电阻,电阻两端并联一电压表,垂直导轨跨接一金属杆ab,ab的质量m=0.1kg,电阻r=0.5Ω。ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。现用F=0.7N的水平恒力向右拉ab,使之从静止开始运动,经时间t=2s后,ab开始做匀速运动,此时电压表示数U =0.3V,g取10m/s2,

求(1)ab匀速运动时,外力F的功率

(2)ab干加速过程中,通过R的电量

(3)ab刚加速过程的距离s

例2.如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中()

A.通过棒截面的电量相等

B.棒运动的加速度相等

C.棒通过ab两位置时的速率关系为va=2vb

D.回路中产生的电能Eab与Ebc的关系为Eab=3Ebc

例3.两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道,如图所示放置,间距为d=100cm,在左端斜轨道部分高h=1.25m处放置一金属杆a,斜轨道与平直轨道以光滑圆弧连接,在平直轨道右端放置另一金属杆b,杆A.b电阻R a=2Ω,R b=5Ω,在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感强度B=2T。现杆b以初速度v0=5m/s开始向左滑动,同时由静止释放杆a,杆a滑到水平轨道过程中,通过杆b的平均电流为0.3A;a下滑到水平轨道后,以a下滑到水平轨道时开始计时,A.b运动图象如图所示(a运动方向为正),其中m a=2kg,m b=1kg,g=10m/s2,求

(1)杆a落到水平轨道瞬间杆a的速度v;

(2)杆a 在斜轨道上运动的时间;

(3)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热。

例4.如图所示,在光滑的水平面上,有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为3L 的区域内,现有一个边长为L 的正方形闭合线圈以初速度vo 垂直磁场边界滑过磁场后,速度为v ,则( )

A .完全进入磁场中时,线圈的速度大于(vo+v )/2

B .完全进入磁场中时,线圈的速度等于(vo+v )/2

C .完全进入磁场中时,线圈的速度小于(vo+v )/2

D .以上都有可能

例5.如图所示,在空中有一水平方向的匀强磁场区域,区域的上下边缘间距为h ,磁感应强度为B .有一宽度为b (b <h )、长度为L 、电阻为R 、质量为m 的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落,当线圈的PQ 边到达磁场下边缘时,恰好开始匀速运动. 求(1)线圈的MN 边刚好进入磁场时,线圈的速度大小

(2)线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所经历的时间

例6.如图所示,两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内,导轨间的中距离为L ,导轨上横放着两根导体棒ab 和cd.设两根导体棒的质量皆m ,电阻皆为R ,导轨光滑且电阻不计,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感强度

为B 。开始时ab 和cd 两导体棒有方向相反的水平初速,初速大小分别为v 0和2v 0,求:

(1)从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热。 (2)当ab 棒的速度大小变为40v 时,回路中消耗的电功率。

例7.光滑的水平金属导轨如图,其左右两部分宽度之比为1∶2,导轨间有大小相等但左右两部分方向相反的匀强磁场.两根完全相同的均匀导体棒,质量均为m=2 kg ,垂直于导轨放置在左右磁场中,不计导轨电阻,但导体棒A 、B 有电阻.现用250 N 水平向右的力拉B 棒,在B 棒运动0.5 m 过程中,B 棒产生Q=30 J 的热,且此时速率之比v A ∶v B =1∶2,此时撤去拉力,两部分导轨都足够长,求两棒最终匀速运动的速度v A ′和v B ′.

A B

A B b

a c

d v 0 2v 0