- 电磁感应现象的两类情况
- 共2344题
在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a，质量为m，电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图所示位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v/2，则此时圆环中的电功率__________；此时圆环的加速度为__________。
正确答案
如图所示，金属框架与水平面成30°角，匀强磁场的磁感强度B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金属棒长
(1)要棒以
(2)当棒运动到某位置时，外力突然消失，棒将如何运动？
(3)棒匀速运动时的速度多大？
(4)达最大速度时，电路的电功率多大？重力的功率多大？
正确答案
（1）
试题分析：（1）金属棒受力如图所示，则有
其中
联立以上各式并带入数据解得
(2)撤去外力后，金属棒先减速到零，后又反向加速，直至再次达到平衡时匀速运动。
（3）平衡时受力如图所示，则有
联立以上各式解得
(4)电路的电功率为
重力的功率为
点评：本题综合性较强，结合安培力特点考查了物体的平衡，注意公式F=BIL的应用条件，以及公式中各个物理量的含义．
(10分)如图所示，质量为m的单匝正方形线圈，其边长为L，在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落，设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平，当线框的底边刚进入磁场区域时，恰能在匀强磁场中做匀速运动。若磁场的磁感应强度为B，求：
（1）线圈的电阻多大？
（2）线圈进入磁场的过程中单位时间内有多少机械能转化为电能？
正确答案
（1）
（1）
上式联立得：
（2）
如图12－3－15所示，有一磁感应强度为B＝0.40T的匀强磁场，其磁感线垂直地穿过半径
正确答案
OA金属棒切割磁感线运动产生的感应电动势把它当作电源，根据题意画出等效电路，（如右图所示）由
而总电流为
根据法拉第电磁感应定律得
(16分)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，两导轨间距L=lm，电阻R1=3Ω，R2=1.5Ω，导轨上放一质量m=1kg的金属杆，长度与金属导轨等宽，与导轨接触良好，金属杆的电阻r=1.0Ω，导轨电阻忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=1.0T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，使金属杆由静止开始运动．图乙所示为通过金属杆中的电流平方(I2)随位移(x)变化的图线，当金属杆运动位移为5m时，求：
(1)金属杆的动能：
(2)安培力的功率；
(3)拉力F的大小．
正确答案
（1）32J （2）32W （3）10.4N
试题分析：（1）由图乙可得此时金属杆中电流I=4A
由
（2）FA=BIL=4N
（3）由图可知
可知金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，加速度
根据F-FA=ma 求得F=10.4N
（15分）如图所示，质量为m=0.1kg粗细均匀的导线，绕制成闭合矩形线框，其中长
（1）离开磁场时感应电流的大小；
（2）刚进入磁场时感应电动势的大小；
（3）穿越磁场的过程中安培力所做的总功。
正确答案
（1）5A （2）0.4V （3）-0.25J
试题分析：（1）线圈离开磁场时已经匀速运动
所以
（2）线圈进入磁场前
线圈进入磁场时
（3）线圈在穿越磁场的过程中，运用动能定理
解得：
（18分）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平放置，ab是电阻为R0的金属棒，此棒可紧贴平行导轨滑动．导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B。当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的粒子以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并从C板右侧边缘离开．试求：
（1）AC两板间的电压U；
（2）带电粒子的质量m；
（3）带电粒子的速度大小v．
正确答案
（1）
试题分析：（1）棒ab向右运动时产生的电动势为：
AC间的电压即为电阻R的分压，由分压关系可得：
解得：
（2）带电粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡有：
解得： 
（3）粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：
粒子运动轨迹如图所示：
由几何关系可得：
解得： 
(14分)如图所示，轮轴大轮半径为3r，小轮半径为r，大轮边悬挂质量为m的重物，小轮边悬挂“日”字型线框，线框质量也为m，线框竖直边电阻不计，三根横边边长为L，电阻均为R。水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场宽度与线框横边间距相同，均为h，轮轴质量和摩擦不计。从静止释放重物，线框一进入磁场就做匀速运动。
（1）判断“日”字型线框最上面的一条边进入磁场时，流经它的电流方向；
（2）求线框进入磁场的速度大小v；
（3）求刚释放重物时，线框上边与磁场下边缘的距离H；
（4）求线框全部通过磁场的过程中产生的热量Q。
正确答案
(1)自右向左(2) v=3mgR/B2L2(3) 45m2gR2/2B4L4(4) Q=6mgh
试题分析：（1）电流方向为自右向左 2分
（2）线框进入磁场就做匀速运动，安培力和重力是同方向的，
线框 T1=FA+mg，重物T2=mg，T1= 3T2； 1分
FA=2mg 1分
BIL="B[Blv/(R+R/2)" ]L=2mg 1分
v=3mgR/B2L2 1分
(3)未进入磁场前，系统机械能守恒：
3mgH-mgH=(1/2)mv2+(1/2)m(3v)2 2分
H=5v2/2g=45m2gR2/2B4L4 2分
(4) 全部通过磁场过程都是匀速运动，每次都是一条横边切割，电路情况相同，热量来自于安培力做功，FA=2mg 2分
通过磁场线框发生的位移是3h， 所以Q=6mgh
点评：做此类型的题目关键是把握物体在磁场中的运动状态，结合受力分析，运用牛顿第二定律，列式求解
如图所示，水平桌面上固定一个无电阻的光滑导轨，导轨左端由一个R=0.08欧的电阻相连，轨距L=50厘米。金属杆ab的质量m=0.1千克，电阻r=0.02欧，横跨导轨。磁感应强度B=0.2特的匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用水平力F=0.1牛拉ab向右运动，杆ab匀速前进时速度大小为________米/秒。电路中消耗的电功率为______瓦。突然撤销外力F后，电阻R上还能产生的热量为________焦。
正确答案
1，0.1，0.04
如图所示，abcd是金属矩形框，OO′是金属导体，可沿框无摩擦地滑动，整个框放在与框平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B（T），OO′长为l（m），电阻为R（Ω），ab、cd电阻均为2R（Ω），ad、bc的电阻忽略不计，当OO′向右以速度v（m/s）匀速滑动时，作用在OO′上的外力大小为________N，滑动过程中，金属导体OO′两端的电压大小是________V。
正确答案
B2l2v/2R，Blv/2
扫码查看完整答案与解析