电磁感应中的电路问题

1 d B a b c v 电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题 1如图 10 所示 在绝缘光滑水平面上 有一个边长为 L 的单匝正方形线框 abcd 在外力的 作用下以恒定的速率 v 向右运动进入磁感应强度为 B 的有界匀强磁场区域 线框被全部拉 入磁场的过程中线框平面 保持与磁场方向垂直 线框的 ab 边始终平行于磁场的边界 已知线框的四个边的电阻值相等 均为 R 求 1 在 ab 边刚进入磁场区域时 线框内的电流大小 2 在 ab 边刚进入磁场区域时 ab 边两端的电压 3 在线框被拉入磁场的整个过程中 线框中电流产生的热量 2 如图所示 M N 是水平放置的很长的平行金属板 两板间有垂直于纸面沿水平方向的 匀强磁场 其磁感应强度大小为 B 0 25T 两板间距 d 0 4m 在 M N 板间右侧部分有两 根无阻导线 P Q 与阻值为 0 3的电阻相连 已知 MP 和 QN 间距离相等且等于 PQ 间距 离的一半 一根总电阻为 r 0 2均匀金属棒 ab 在右侧部分紧贴 M N 和 P Q 无摩擦滑 动 忽略一切接触电阻 现有重力不计的带正电荷 q 1 6 10 9C 的轻质小球以 v0 7m s 的 水平初速度射入两板间恰能做匀速直线运动 则 1 M N 间的电势差应为多少 2 若 ab 棒匀速运动 则其运动速度大小等 于多少 方向如何 3 维持棒匀速运动的外力为多大 3 两根光滑的长直金属导轨 M N M N 平行置于同一水平面内 导轨间距为 l 电阻 不计 M M 处接有如图所示的电路 电路中各电阻的阻值均为 R 电容器的电容为 C 长度也为 l 阻值同为 R 的金属棒 a b 垂直于导轨放置 导轨处于磁感应强度为 B 方 向竖直向下的匀强磁场中 a b 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触 在 a b 运动距离为 s 的过程中 整个回路中产生的焦耳热为 Q 求 a b 运动速度 v 的大小 电容器所带的电荷量 q 4 如图所示 矩形导线框 abcd 固定在水平面上 ab L bc 2L 整个线框处于竖直方向的 磁感应强度为 B 的匀强磁场中 导线框上 ab cd 段电阻不计 bc ad 段单位长度上的电 阻为 今在导线框上放置一个与 ab 边平行且与导线框接触良好的金属棒 MN 其电阻 为 r r L 金属棒在外力作用下沿 x 轴正方向做速度为 v 的匀速运动 在金属棒从导线 框最左端 x 0 运动到最右端的过程中 请导出金属棒中的感应电流 I 随 x 变化的函数关系式 通过分析说明金属棒在运动过程中 MN 两点间电压有最大 值 并求出最大值 Um 金属棒运动过程中 在什么位置 MN 的输出功率最大 并求 出最大输出功率 Pm 5 如图 足够长的光滑平行金属导轨 MN PQ 固定在一水平面上 两导轨间距 L 0 2m 电阻 R 0 4 电容 C 2 mF 导轨上停放一质量 m 0 1kg 电阻 r 0 1 的金属杆 M Q P N v0 a d c b R q M N a bc d x O v 2 CD 导轨电阻可忽略不计 整个装置处于方向竖直向上 B 0 5T 的匀强磁场中 现用一垂直金属杆 CD 的外力 F 沿水平方向拉杆 使之由静止开始向右运动 求 若 开关 S 闭合 力 F 恒为 0 5 CD 运动的最大速度 若开关 S 闭合 使 CD 以 问中的最大速度匀速运动 现使其突然停止并保持静止不动 当 CD 停止下来后 通过导体棒 CD 的总电量 若开 关 S 断开 在力 F 作用下 CD 由静止开始作加速度 a 5m s2的匀加速直线运动 请写出 电压表的读数 U 随时间 t 变化的表达式 6 如图所示 P Q 为水平面内平行放置的光滑金属 长直导轨 间距为 L1 处在竖直向下 磁感应强度 大小为 B1的匀强磁场中 一导体杆 ef 垂直于 P Q 放在导轨上 在外力作用下向左做匀速直线运动 质 量为 m 每边电阻均为 r 边长为 L2的正方形金属框 abcd 置于竖直平面内 两顶点 a b 通过细导线与导 轨相连 磁感应强度大小为 B2的匀强磁场垂直金属 框向里 金属框恰好处于静止状态 不计其余电阻和 细导线对 a b 点的作用力 1 通过 ab 边的电流 Iab是多大 2 导体杆 ef 的运动速度 v 是多 大 7 平行光滑导轨置于匀强磁场中 磁感应强度为 B 0 4T 方 向垂直于导轨平面 金属棒 ab 以速度 v 向左匀速运动 导轨 宽度 L 1m 电阻 R1 R3 8 R2 4 导轨电阻不计 金 属棒 ab 电阻不能忽略 平行板电容器两板水平放置 板间距 离 d 10mm 内有一质量为 m 1 10 14 电量 q 1 10 15C 的粒子 在电键 S 断开时粒子处于静止状态 S 闭合后粒子以 a 6m s2的加速度匀加速下落 g 取 10m s2 求 1 金属棒运动的速度为多少 2 S 闭合后 作用于棒的外界拉力的功率为多少 8 如下图甲所示 边长为 和 L 的矩形线框 互相垂直 彼此绝缘 可绕中心轴 la a b b 转动 将两线框的始端并在一起接到滑环 C 上 末端并在一起接到滑环 D 上 21O O C D 彼此绝缘 外电路通过电刷跟 C D 连接 线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中 磁场边缘中心的张角为 450 如下图乙所示 图中的圆表示圆柱形铁芯 它使磁铁和铁芯之 间的磁场沿半径方向 如图箭头方向所示 不论线框转到磁场中的什么位置 磁场的方向 总是沿着线框平面 磁场中长为l的线框边所在处的磁感应强度大小恒为 B 设线框 a a 和 b b 的电阻都是 r 两个线框以角速度 逆时针匀速转动 电阻 R 2r 求 1 线框 a a 转到 如乙图所示位置时 感应电动势的大小 2 求转动过程中电阻 R 上电压的最大值 3