热门试卷

解：（1）由法拉第电磁感应定律得，感应电动势为：E=S=•=   ①

再由欧姆定律得：I=  ②

由①②式得：③

由楞次定律得电流的方向是：adcba方向．

（2）由焦耳定律得：Q=I2RT   ④

由③④式得：

Q= 

答：（1）线框中电流的大小，方向adcba方向；

（2）线框ab边的生热Q=．

解：电路中电流为为：I=

棒ab受到的安培力的大小为：F=BId=，方向为：水平向左．

故答案为：，水平向左．

解：（1）根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为：

 E=Blv=0.40×0.50×4.0 V=0.8 V

（2）感应电流大小为：I==A=4 A

（3）由于ab棒受安培力为：F=IlB=4.0×0.50×0.40 N=0.8 N，故由平衡条件知外力的大小也为0.8 N．

答：（1）ab棒中感应电动势的大小是0.8V；

（2）回路中感应电流的大小是4A；

（3）维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小是0.8N．

解：（1）杆ab切割磁场时，等效电路图如图所示

  I=0.6A    I总=2I=1.2A …①

R外=R0=1Ω  

根据闭合电路欧姆定律：

 Em=I总（R外+r）=1.2×（1+1）V=2.4V …②

（2）电流表示数稳定时，ab杆匀速运动，则F=F安…③

根据安培力公式  F安=BI总L…④

∴F=1.0×1.2×0.4N=0.48 N  …⑤

（3）最大速度  …⑥

安培力做的功WA=-Q总=-（2Q0+Qr）…⑦

∵

∴Qr=2 Q0…⑧

∴WA=-0.8J…⑨

根据动能定理   …⑩

得 

根据功的公式，加速过程中金属杆的位移 

答：

（1）电路中产生的最大感应电动势为2.4V；

（2）水平恒定拉力F的大小为0.48N；

（3）在加速过程中金属杆的位移为5.4m．

解：（1）导体棒cd静止时受力平衡，设所受安培力为F安，则由平衡条件得：

F安=mgsinθ=2.0×10-1×10×sin30°N=1N 

（2）设导体棒ab的速度为v，产生的感应电动势为E，通过导体棒cd的感应电流为I，

则 E=Blv，I=，F安=BIl    

解得：v==m/s=10m/s  

（3）设对导体棒ab的拉力为F，导体棒ab受力平衡，则有：

F=F安+mgsinθ=2mgsinθ=2×1N=2N

则拉力的功率为：P=Fv=2×10W=20W．

答：（1）导体棒cd受到的安培力大小为1N；

（2）导体棒ab运动的速度大小为10m/s；

（3）拉力对导体棒ab做功的功率为20W．

解：（1）当金属棒匀速运动时速度最大，设最大速度为v，达到最大时则有F=F安

即有：mg=BIL

又I=

E=BLv

解以上三式得：v=10m/s

（2）E=BLv=1V

I===1A

Uab=IR1=1×0.8=0.8V

（3）通过R1的电量q=•△t=•△t=•△t=

即：0.6=

得：h=6m

（4）对金属杆下落的过程，设金属杆克服安培力做的功为W安，根据动能定理：

mgh-W安=mv2-0

代入数据得：W安=0.1J

则Q=W安=0.1J

答：（1）杆的速率为10m/s；

（2）ab间的电压为1V；

（3）金属杆下落的距离为6m；

（4）金属杆由静止开始下落至最大速率过程中，整个电路中产生的热量Q为0.1J．

解：（1）根据楞次定律知通过cd棒的电流方向 d→c．区域I内磁场方向为垂直于斜面向上

（2）对cd棒，根据平衡条件有：F安=BIl=mgsinθ

所以通过cd棒的电流大小 I=

当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率 P=I2R=．

（3）ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，a==gsinθ

cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动

可得：=Blvt，=Blgsinθtx，所以 tx=

ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度 vt=gsinθtx=

则ab棒开始下滑的位置离EF的距离 h=at x2+2l=3l

（4）ab棒在区域Ⅱ中运动的时间 t2==

ab棒从开始下滑至EF的总时间 t=tx+t2=2

感应电动势 E=Blvt=Bl

ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：Q=EIt=4mglsinθ

答：

（1）通过cd棒的电流方向 d→c，区域I内磁场方向为垂直于斜面向上．

（2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率为．

（3）ab棒开始下滑的位置离EF的距离为3l．

（4）ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量为4mglsinθ