电磁感应单杆模型

1、及线框中导线的电阻都可不计.开始时，给A . ef将减速向右运动，但不是匀减速C. ef将匀速向右运动&两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图 一水平面内，另一边垂直于水平面.质量均为 合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为 于磁感应强度大小为g.以下说法正确的是()R2l2v1A . ab杆所受拉力F的大小为卩mgF2RB. ed杆所受摩擦力为零C.回路中的电流为2RD . 与v1大小的关系为2Rmg 尸 B2L2v16.如图6所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abed，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、ed上无摩擦地滑动.杆

2、efef 一个向右的初速度，则()彳 B . ef将匀减速向右运动，最后停止尺 X X卄D. ef将往返运动$x K 78所示放置，它们各有一边在同m的金属细杆ab、ed与导轨垂直接触形成闭 导轨电阻不计，回路总电阻为2R.整个装置处B、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，ed杆也正好以速度 v2向下匀速运动.重力加速度为10 .如图10所示，平行金属导轨与水平面成B角，导轨与固定电阻 R1和R2相连，匀强磁值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为 时，受到安培力的大小为 F,此时(场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固

3、定电阻R1和R2的阻M,导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v)A .电阻R1消耗的热功率为Fv/3B .电阻R2消耗的热功率为 Fv/6C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgveos 0D .整个装置消耗的机械功率为(F + i mgeos 0 )v13. 如图14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 abed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

4、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lab是多大？(2) 导体杆ef的运动速度v是多大？14如图15所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L,左端接有阻值为 R的电阻处在方向竖直、磁感应强度为 B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度vO.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.(1) 求初始时刻导体棒受到的安培力.(2) 若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力做的功

5、 W1和电阻R上产生的焦耳热 Q1分别为多少？(3) 导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？15. (2010天津高考)如图16所示，质量 m1 = 0.1 kg，电阻 R1 = 0.3 R长度1= 0.4 m的导 体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m2= 0.2 kg,放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数 卩=0.2.相距0.4 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长.电阻R2= 0.1 Q的MN垂直于MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B= 0.5 T .垂直于ab施加F = 2 N的水平恒力，ab从静

6、止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触.当ab运动到某处时，框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力 等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.(1) 求框架开始运动时 ab速度v的大小；(2) 从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.&如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成 0= 37。角，下端连接阻值为R的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的 动摩擦因数为0.25.(1 )求金属棒沿导轨由静

7、止开始下滑时的加速度大小；(2 )当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；(3) 在上问中，若 R= 2Q,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g = 10m/s2, sin37o= 0.6, cos37° = 0.8).15如图所示，倾角为 0、间距为L的平行导轨上端连接电动势为E的电源和阻值为 R的电阻，其它电阻不计。在导轨上水平放置一根质量为m、电阻不计的导体棒 ab,棒与斜面间动摩察因数 卩tan 0，欲使棒所受的摩擦力为零，且能使棒静止在斜面上，应加匀强 磁场的磁感应强度 B的最小值是多少？方向如何？z.- 例1. 水平放置于

8、匀强磁场中的光滑导轨上，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上,由静止开始运动，回路总电阻为 R,分析ab的运动情况，并求 ab的最大速度。为4P,可行的办法有：(A. 将磁感应强度变为原来的4倍)B. 将磁感应强度变为原来的1/2倍C. 将电阻R变为原来的4倍D.将电阻R变为原来的2倍Rab16.如图13所示，平行导轨间距为，一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为2、如图示，平行光滑导轨竖直放置，匀强磁场方向垂直导轨平面，一质量为 导轨滑下，电阻R上消耗的最大功率为 P (不计棒及导轨电阻)，要使R上消B,方向垂直于金属导轨所在的平面。一根金属棒与导轨成丁角放置，金属棒与导轨的电阻均不计

9、，当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定速度：滑行时，通过电阻 二的电流强度为多大?图1317.如图14所示，MN PQ为两平行金属导轨， M P间连有一阻值为 R的电阻，导轨处于 匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里。有一半圆金属导线沿两导轨滑动，速度为r,与导轨接触良好，半圆的直径一：与两导轨间的距离相等，设金属半圆环与导轨的电阻均可忽略，当金属半圆环向右运动时，通过电阻R的电流为多少？Ide,13、解析：（1）设通过正方形金属框的总电流为I, ab边的电流为lab, de边的电流为3有lab= 4I1Ide = 71 4金属框受重力和安培力，处于静止状

10、态，有mg = B2labL2 + B2ldcL2 由，解得lab=-|mg-.4B2L2由可得i=BmL2设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有E= B1L1v 3设ad、de、eb三边电阻串联后与 ab边电阻并联的总电阻为R,贝U R= |r4根据闭合电路欧姆定律，有1= ER由，解得v=3mgr4B1B2L1L2答案：3mg4B2L23mgr4B1B2L1L214、解析：（1）初始时刻棒中感应电动势 E = LvOB 棒中感应电流1 = ER作用于棒上的安培力 F = ILB联立得F = L2V0B2，安培力方向：水平向左.R由功和能的关系，得1安培力做功 W1 = EP-?mv021电

11、阻R上产生的焦耳热 Q1 = ?mv02 Ep.（3）由能量转化及平衡条件等，可判断：11(2)W1 = Ep 2mv02 Q1棒最终静止于初始位置，Q = ?mv02.答案：(1)F =，方向水平向左R1mv02 Ep (3)Q = 2mv0215、解析：(1)ab对框架的压力 F1 = m1g框架受水平面的支持力FN = m2g + F1F2=卩FN依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力 ab中的感应电动势 E= BlvMN中电流MN受到的安培力 F安=IIB 框架开始运动时F安=F2 由上述各式代入数据解得v= 6 m/s.R1 I R2闭合回路中产生的总热量Q总=R

12、2 Q1由能量守恒定律，得Fx = qm1v2+ Q总代入数据解得x = 1.1 m. ?答案：(1)6 m/s (2)1.1 m10、解析：上滑速度为 v时，导体棒受力如图 11所示则= fRR+ 2所以PR1 =(譽)2R = TFv，故A错误，B正确.2耕 6因 f = N, N = mgcosB所以 Pf = fv =mgvcosQ 故 C 正确.此时，整个装置消耗的机械功率为P= PF+ Pf = Fv+卩mgvcosQ故D正确.答案：BCD8、解析：ab棒切割磁感线产生感应电动势，cd棒不切割磁感线，整个回路中的感应电动势E感=BLabvl = BLv1 ,回路中感应电流1= 2r =， C选项错误.ab棒受到的安培力为E 感B2I2/1F安=BIL = BE感l =, ab棒沿导轨匀速运动，受力平衡.ab棒受到的拉力为 F= F2R2R摩+F