热门试卷

（1）根据楞次定律判断可知，线框a1b1c1d1中的感应电流方向沿逆时针，线框a2b2c2d2中的感应电流方向沿逆时针，由

左手定则判断可知线框a2b2c2d2所受到的安培力的方向向下．

（2）两线框中的感应电流分别为 I1==

  I2==

a1d1边及b2c2边受到的安培力大小分别为 F1=BI1l

  F2=BI2lF2=2F1

设此时轻绳中的拉力为T，两线框处于平衡状态，有 m1g-F1-T=0

  T-F2-m2g=0

由以上各式，解得 B==1.67T

（3）当两线框完全在磁场中时，两线框中均无感应电流，两线框均做匀加速运动，设线框的a1d1边 b2c2边刚穿出磁场时两线框的速度大小为v'，由机械能守恒定律，得 (m1-m2)g(h-l)=(m1+m2)v′2-(m1+m2)v2

代入数据得，v'=2m/s．  

设a1d1边刚穿出磁场时，线框a1b1c1d1中的电流强度的大小为I，则 I==1.67A

答：

（1）线框a1b1c1d1中的感应电流方向和线框a2b2c2d2所受到的安培力的方向如图所示；

（2）磁场的磁感应强度B的大小为1.67T；

（3）a1d1边刚穿出磁场时，线框a1b1c1d1中电流强度的大小为1.67A．

（1）dc边产生的感应电动势　E=BLv   　　

线框中的感应电流　I=

dc边所受的安培力  F=BIL　　

求得F=，方向水平向左　　

（2）ab边经过Ⅱ区时，设电流为I1，所用时间为t1，产生的热为Q1

有   　I1=，t1=

由焦耳定律　Q1=I1 2•4Rt1，Uda=BLv

从ab边进入Ⅲ区到cd边进入Ⅱ区，设电流为I2，所用时间为t2，产生的热为Q2，则有

　I2=，t2=

由焦耳定律得  Q2=I2 2•4Rt2，Uda=-×2BLv=BLv

整个过程中产生的热　Q=2Q1+Q2　　　

解得，Q=

从cd边进入Ⅱ区到cd边进入Ⅲ区，Uda=-BLv

（3）

画出d、a两点间的电势差Uda随时间t变化的图线如图．

答：

（1）当ab边在Ⅱ区运动时，dc边所受安培力的大小为，方向水平向左；

（2）线框从完全在Ⅰ区开始到全部进入Ⅲ区的整个运动过程中产生的焦耳热是；

（3）图象如图所示．

（1）设速度为v时，ab产生的感应电动势为 E=BLv       

此时回路中的感应电流为I==                   

（2）金属杆所受安培力为 F安=BIL=                    

金属杆的加速度为a=            

可见，a随着速度的增加而减小，金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速运动．

由④可知，当a=0时速度最大，最大速度为 vm=           

（3）由功能关系得  FS=+Q                             

其中Q是系统产生的焦耳热

Q=FS-

答：（1）杆的运动速度为v时，感应电动势及感应电流的大小是．

（2）金属杆的最大速度是

（3）此过程中电路产生的焦耳热是FS-．

（1）由右手定则得知，CD棒产生的感应电动势方向由C→D，D端相当于电源的正极，电势较高．

（2）金属棒以最大速度运动时产生的感应电动势 E=BLvm

回路中的感应电流 I=

达到最大速度时金属棒所受外力与安培力大小相等，即

F=F安=BIL

由以上各式解得金属棒的最大速度 vm=

（3）金属棒停止运动时其动能完全转化为内能，即

  Q=m=

答：

（1）金属棒D端电势高．

（2）金属棒的最大速度vm为．

（3）金属棒达到最大速度vm时立即撤去外力F，这以后电路中释放的热量为．

（1）棒产生的感应电动势E1=BLv0

通过R的电流大小I1==

根据右手定则判断得知：电流方向为b→a        　　　　

（2）棒产生的感应电动势为E2=BLv

感应电流I2==

棒受到的安培力大小F=BIL=，方向沿斜面向上，如图所示．

根据牛顿第二定律 有　mgsinθ-F=ma

解得　a=gsinθ-

（3）导体棒最终静止，有　mgsinθ=kx

弹簧的压缩量x=

设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律　有

   m+mgxsinθ=EP+Q0

解得 Q0=m+-EP

电阻R上产生的焦耳热Q=Q0=[m+-EP]

答：

（1）初始时刻通过电阻R的电流I的大小为，方向为b→a；

（2）此时导体棒的加速度大小a为gsinθ-；

（3）导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为[m+-EP]．

（1）金属棒滑至C处，有效切割长度最大，金属棒上感应电动势最大，R1和R2上消耗的电功率最大

∴y=1.0sin（x）m，令y=0，有OA长度为xA=3m

金属棒滑至C点时

  xC==1.5m

故yC=1.0sin×1.5=1.0m

电路总电阻R总==2Ω

感应电动势EC=ByCv

感应电流最大值为 Im===0.5A

通过电阻R1的电流为I1=Im=A

R1的最大功率为P1m=R1=W

（2）金属棒匀速通过金属导轨C处时，外力有最大值为

   Fm=BImyC=0.2×0.5×1N=0.1N

（3）∵E=Byv=Bv•1.0sin（x），

而x=vt

∴E=1.0sint（V），

所以感应电动势有效值为E有==V

  t==0.6s

由能量守恒得  W外=Q=t=0.15J

答：

（1）金属棒在导轨上运动时R1的最大功率是W；

（2）外力F的最大值是0.1N；

（3）金属棒滑过导轨OA的过程，外力所做的功是0.15J．

（1）A、C棒向右运动，回路中产生顺时针感应电流，AC棒受安培力的作用后减速；DE棒受安培力产生加速度向右运动，回路中磁通量的变化减慢，感应电流逐渐减小，因此两棒所受的安培力均减小，最终两棒产生的感应电动势大小相等，回路中感应电流为零，两棒不再受安培力，则知AC棒做加速度减小的减速运动，最终匀速运动，

（2）两棒达到稳定之前AC、DE棒中通过的电流大小始终相等，设加速度分别为a1和a2

 根据牛顿第二定律得

 a1==

 a2==

 又题意 m1=4m2  L1=4L2   

解得 == 　　　                        

（3）两棒在达到稳定之前，回路中始终存在磁通量的变化，有感应电流就会产生焦耳热．当两棒运动速度满足一定关系时，回路中的磁通量不变，则总电动势为零，两棒均做匀速运动，不再产生热量．设两棒最终速度分别为v1、v2，取向右为正方向．则有

 BL1v1=BL2v2  得  v1=

根据动量定理得：

 对AC棒：-BL1△t=m1△v

-∑BL1△t=∑m1△vt

-BL1△t=m1v1-m1v0 　　　　　　　　　　　

同理，对DE棒有：BL2t=m2v2-0                    　    

解方程得：v1=    v2=                                  

由于两棒串联，产生的焦耳热之比为 ==                                                   

根据能量守恒定律得：QDE=（m1-m1-m2）=m0v   

答：

（1）AC棒做加速度减小的减速运动，最终匀速运动，

（2）两棒在达到稳定状态前加速度之比是．

（3）运动过程中DE棒产生的总焦耳热QDE为m0v．

线圈进入左边磁场的过程，做匀速运动，线圈中产生的感应电动势为E1=BLv，感应电流不变，大小为i0=．由楞次定律判断可知：电流方向沿逆时针；此过程有F=Bi0L=

当bc进入右边磁场时，bc边和ad边都切割磁感线，线圈中产生的感应电动势为E2=2BLv，线圈所受的安培力FA=2BL=4＞F，线圈将减速运动，感应电流减小，由楞次定律判断得知，线圈中感应电流方向为顺时针；

当bc边出磁场的过程，F大于安培力，线圈做加速运动，感应电流增大，感应电流方向沿逆时针方向．

画出电流图象如图．

（1）灯的电阻RL=0.2Ω，灯的额定功率PL=5W．

由PL=有：灯的电压UL==1V；电流IL==5A

金属棒产生的电动势 E=BLv1=UL+ILr

解得v1=12m/s 

（2）当金属棒达到稳定时，有：mg=BIL

得 I==2A＜10A，灯泡不能正常发光

答：

（1）棒要以12m/s速度向上移动，才能使灯泡正常发光．

（2）若让金属棒自由下落，当速度达到稳定后灯泡不能正常发光．