- 法拉第电磁感应定律
- 共387题
如图11（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计，导轨平面与水平方向夹角θ=30°。轨道上端连接一阻值R=1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.5Ω，质量m=0.2kg，杆长L=1m跨接在两导轨上。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止开始释放，其始终与轨道垂直且接触良好。此后计算机屏幕上显示出如图11（b）所示的I-t图像（g取10m/s2）。
求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小和在t=0.5s时电阻R的热功率；
（2）估算0~1.2s内通过电阻R的电荷量及在R上产生的焦耳热；
（3）若在2.0s时刻断开开关S，请定性分析金属杆MN 0~4.0s末的运动情况；并在图12中定性画出金属杆MN 0~4.0s末的速度随时间的变化图像。
正确答案
见解析。
解析
（1）由I−t图像可知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1.60A，
杆受力平衡：
解得 
由图可知，当t=0.5s时，I=1.10A；
（2）1.2s内通过电阻的电量为图线与t轴包围的面积，由图知：
总格数为129格（126~135格均正确）
由图知：1.2s末杆的电流I=1.50A
（3）由图像分析，金属杆在1.6s内随着位移的变大，做加速度逐渐变小的速度变大的直线运动；1.6s~2.0s内随着位移的变大，做匀速直线运动; 2.0s时刻断开电键，2.0s~4.0s金属杆做匀加速直线运动，其加速度为a=5m/s2。
知识点
如图所示，在水平面（纸面）内有三根金属棒ab、ac和PQ，其中ab、ac在a点接触，构成如图所示形状导轨，金属棒ab的电阻不计，ac和PQ材料相同且粗细均匀。空间存在垂直于纸面的匀强磁场。用水平力F使PQ向右匀速运动，开始计时时，PQ与a点的水平距离为L，运动中PQ始终与ab垂直且和导轨保持良好接触。在PQ运动到a点的过程中，下列关于回路中电流
A
B
C
D
正确答案
解析
略。
知识点
如图所示电路中，均匀变化的匀强磁场只存在于虚线框内，三个电阻阻值之比
A闭合回路中感应电流为4I
B闭合回路中感应电流为7I
C
D上下两部分磁场的面积之比
正确答案
解析
略
知识点
如图7所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=2m，电阻
试求：
（1）2s末金属棒ab的速度大小；
（2）2s末金属棒ab受到的安培力的大小；
（3）2s内通过电阻R的电量Q大小。
正确答案
见解析。
解析
（1）vt=at
vt=2m/s
（2）
F安=BIL
F安=0.8N
（3） 
t=2s，位移Δl=
Q=0.4C
知识点
.如图，铁芯右侧线圈连接两根不平行的金属直导轨，其上放有一根金属棒，导轨处在与导轨平面垂直的有界匀强磁场中，金属棒和导轨的电阻均不计。下列做法能使左侧闭合电路中一定有感应电流的是（ ）
A匀强磁场的磁感强度增大
B金属棒向右做匀速直线运动
C金属棒向右做匀减速
D金属棒向左做变加速直线运动
正确答案
解析
略
知识点
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