电磁综合问题

1、关于电磁综合问题第一张，PPT共十三页，创作于2022年6月例1、如图所示，长度L=0.4m的导体棒ab在拉力F的作用下以V=5.0m/s的速度沿水平光滑的导线框向右做匀速运动。线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中。已知电阻R=0.4，导体棒ab的电阻Rab=0.1，线框的电阻不计。求：（1）图中哪部分相当于电源？等效电源的正极在哪？（2）感应电动势E等于多少？（3）ab两点间的电压U等于多少？（4）流过ab的电流为多少？回路的电功率为多少？（5）拉力F为多少？拉力的功率为多少？变式：如果在导体框的右侧再加一个电阻R，则上题中（2）、（3）（4）（5）问分别为多少？abR一、电磁感应中的

2、电路问题第二张，PPT共十三页，创作于2022年6月例2。半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为B/t（4 /）T/s，求L1的功率。一、电磁感应中

3、的电路问题第三张，PPT共十三页，创作于2022年6月例4.如图所示，以边长为L=50cm的正方形导线框，放置在B=0.40T的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37角，线框电阻为R=0.10，求线框绕其一边从水平方向转至竖直B方向的过程中通过导线横截面积的电量。B一、电磁感应中的电路问题第四张，PPT共十三页，创作于2022年6月二、电磁感应中的力学问题 例1： 如图所示,水平放置的长直平行光滑导轨电阻可忽略, 固定电阻R，金属杆ab放在导轨上，其质量m，杆的电阻r平行轨道间距为L，整个装置处于竖直向下的匀强磁场B.（1）若电键断开，ab杆在F水平向右恒力作用下由静止开始沿导轨滑动，写出a

4、b杆上产生的感应电动势e随时间变化的表达式（2）若电键闭合, ab杆在F水平向右恒力作用下由静止开始沿导轨滑动,试讨论： ab杆的运动情况,并求ab杆的最大速度? 从静止到最大速度的过程中各力做功情况,能量转化情况?若此过程中电阻R产生的热量为Q,求杆滑行的距离和通过电阻R的电量？（3）当ab杆的速度达到10m/s时，立即闭合电键K，同时撤去外力，试讨论： ab杆的运动情况？ 电路中能量转化情况?求电阻r在以后的过程中产生多少焦耳热? 第五张，PPT共十三页，创作于2022年6月二、电磁感应中的力学问题例2、如图，光滑的竖直平行导轨间距为20厘米，处在垂直纸面向外的磁感应强度B=0.2特的匀强

5、磁场之中，金属棒ab跨放在导轨上，质量为20克，电阻为0.1欧，由静止开始下滑。已知电阻R=0.3欧，导轨电阻不计，空气阻力不计，g=10米/秒2。求:（1）当 ab的加速度为5米/秒2时，ab的速度为多大？重力做功的瞬时功率为多大？电路中释放的瞬时电功率为多大？（2）ab下滑的最大速度为多大？此时ab两端的电势差为多大？（3）如果从静止开始到刚达到稳定状态为止，下滑的高度为200米，求此过程中产生的热量 R a bB第六张，PPT共十三页，创作于2022年6月例3、如图所示，质量为m、边长为l的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为R。匀强磁场的宽度为H。（lH），磁感强

6、度为B，线框下落过程中ab边与磁场边界平行且沿水平方向。已知ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都作减速运动，加速度大小都是g/3。求（1）ab边刚进入磁场时与ab边刚出磁场时的速度大小；（2）cd边刚进入磁场时，线框的速度大小；（3）线框进入磁场的过程中，产生的热量。二、电磁感应中的力学问题HBcdab第七张，PPT共十三页，创作于2022年6月例4 根相距d0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感强度B=0.20T导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r0.25，回路中其余部分的电阻可不计已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作

7、用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v5.0m/s，如图所示不计导轨上的摩擦，求： (1)作用于每条金属细杆的拉力的大小 (2)两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量。二、电磁感应中的力学问题第八张，PPT共十三页，创作于2022年6月例1、匀强磁场磁感应强度 B=0.2T，磁场宽度 L=3m， 一正方形金属框边长 ab=r=1m， 每边电阻R=0.2，金属框在外力F的作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图，求：画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流I随时间t的变化图线（要求写出作图的依据）画出ab两端电压U随时间t的变化

8、图线（要求写出作图的依据）（3）画出力F随时间t的变化图线adbcLB三、电磁感应中的图象问题第九张，PPT共十三页，创作于2022年6月例2矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化的图象如图（乙）所示t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，在04 s内，线框ab边受力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向）可能是下图中的（ ）A B C D三、电磁感应中的图象问题第十张，PPT共十三页，创作于2022年6月例3.如图所示，一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是第十一张，PPT共十三页，创作于2022年6月例4如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽度均为a的两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时针方向的