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第7课时 电磁感应专题 -杆切割磁场1如图所示,两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m,导轨平面与水平面的夹角=30o,下端A、C用导线相连,导轨电阻不计PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,磁场的宽度d=0.6m,边界PQ、HG均与导轨垂直电阻r=0.40的金属棒MN放置在导轨上,棒两端始终与导轨电接触良好,从与磁场上边界GH距离为b=0.40m的位置由静止释放,当金属棒进入磁场时,恰好做匀速运动,棒在运动过程中始终与导轨垂直,取g=10m/s2求:(1)金属棒进入磁场时的速度大小v;(2)金属棒的质量m;(3)金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q2两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成角放置,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。求ab杆下滑的最大速度vm;BRabMNPQab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。3光滑的平行金属导轨长L=2.0m,两导轨间距离d=0.5m,导轨平面与水平面的夹角为,导轨上端接一阻值为R=0.5的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,如图所示。有一不计电阻、质量为m=0.5kg的金属棒ab,放在导轨最上端且与导轨垂直。当金属棒ab由静止开始自由下滑到底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量为Q=1J,g=10m/s2,则: (1)指出金属棒ab中感应电流的方向。(2)棒在下滑的过程中达到的最大速度是多少? (3)当棒的速度为v=2 ms时,它的加速度是多大4如图甲所示,空间存在竖直向下的磁感应强度为0.6T的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的、处于同一水平面内的长直导轨(电阻不计),导轨间距为0.2m,连在导轨一端的电阻为R。导体棒ab的电阻为0.1,质量为0.3kg,跨接在导轨上,与导轨间的动摩擦因数为0.1。从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的速度-时间图像,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图像的渐近线,小型电动机在10s末达到额定功率,此后功率保持不变。g取10 m/s2。求:(1)在0-18s内导体棒获得加速度的最大值;(2)电阻R的阻值和小型电动机的额定功率;(3)若已知0-10s内R上产生的热量为3.1J,则此过程中牵引力做的功为多少?/(m/s)5如图所示,用PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道,其间距为L,O、P连线水平,MN在同一水平高度,圆弧轨道电阻不计,在其上端连有一阻值为R的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B ;现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端P处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,求: (1)棒到达最低点时金属棒两端的电压; (2)棒下滑过程中金属棒产生的热量; (3)棒下滑过程中通过金属棒的电量。6如图所示,足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置,所在平面倾角=37,导轨间的距离L=1.0 m,下端连接R=1.6的电阻,导轨电阻不计,所在空间均存在匀强磁场,方向垂直于导轨平面,磁感强度B=1.0 T,质量m=0.5 kg、电阻r=0.4的金属棒ab垂直置于导轨上,现用沿轨道平面且垂直于金属棒、大小F=5.0 N的恒力,使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行,当金属棒滑行2.8 m后速度保持不变求:(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2)(1)金属棒匀速运动时的速度大小v;(2)当金属棒沿导轨向上滑行的速度时,其加速度的大小a;(3)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量QR7.如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd 固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、电阻值为2R,杆与ab、cd 保持良好接触。整个装置放在磁感应强度满足B=B0+ky的非匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆由y=0从静止开始做加速度为的匀加速运动,在金属杆ef上升了h高度的过程中,bc间电阻R产生的焦耳热为Q。重力加速度为,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:(1)导体杆上升高度h过程中拉力做的功;(2)导体杆上升到h时所受拉力F的大小;(3)导体杆上升到h过程中通过杆的电量。8如图所示,MN、PQ是足够长的光滑平行导轨,其间距为L,且MPMN导轨平面与水平面间的夹角=300MP接有电阻R有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0将一根质量为m的金属棒ab紧靠PM放在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻也为R,其余电阻均不计现用与导轨平行的恒力F=mg沿导轨平面向上拉金属棒,使金属棒从静止开始沿导轨向上运动,金属棒运动过程中始终与MP平行当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd 到MP的距离为S求: (1

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