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力-电-电磁感应计算题精选——含答案VIP免费

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1、如图(a)两相距L=0.5m的平行金属导轨固定于水平面上,导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接,导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场,质量m=0.2kg的金属杆垂直于导轨上,与导轨接触良好,导轨与金属杆的电阻可忽略,杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动,并始终与导轨垂直,其v-t图像如图(b)所示,在15s时撤去拉力,同时使磁场随时间变化,从而保持杆中电流为0,求:(1)金属杆所受拉力的大小为F;(2)0-15s匀强磁场的磁感应强度大小为;(3)15-20s内磁感应强度随时间的变化规律。2、如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L=0.2m,长为2d,d=0.5m,上半段d导轨光滑,下半段d导轨的动摩擦因素为μ=,导轨平面与水平面的夹角为θ=30°.匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T,方向与导轨平面垂直.质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在粗糙的下半段一直做匀速运动,导体棒始终与导轨垂直,接在两导轨间的电阻为R=3Ω,导体棒的电阻为r=1Ω,其他部分的电阻均不计,重力加速度取g=10m/s2,求:(1)导体棒到达轨道底端时的速度大小;(2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q;(3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q.3、如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s2求:(1)当t=2s时,外力F1的大小;(2)当t=3s前的瞬间,外力F2的大小和方向;(3)请在图丙中画出前4s外力F随时间变化的图像(规定F方向沿斜面向上为正);4、如图33-11甲所示,一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L=1.0m,NQ两端连接阻值R=1.0Ω的电阻,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°.一质量m=0.20kg、阻值r=0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M=0.60kg的重物P相连.细线与金属导轨平行.金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图33-11乙所示,已知金属棒在0~0.3s内通过的电量是0.3~0.6s内通过电量的,g=10m/s2,求:甲乙图33-11(1)0~0.3s内棒通过的位移;(2)金属棒在0~0.6s内产生的热量.5、如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2W的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4W的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2m,有一阻值r=2W的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图22乙所示.在t=0至t=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:(1)通过小灯泡的电流.(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.参考答案一、计算题1、(1)0.24N;(2)0.4T;(3)(2)在10—15s时间段杆在磁场中做匀速运动,因此有以F=0.24N,μmg=0.16N代入解得B0=0.4T(3)由题意可知在15—20s时间段通过回路的磁通量不变,设杆在15—20s内运动距离为d,15s后运动的距离为xB(t)L(d+x)=B0Ld其中d=20mx=4(t-15)-0.4(t-15)2由此可得2、考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化..专题:电磁感应——功能问题.分析:(1)研究导体棒在粗糙轨道上匀速运动过程,受力平衡,根据平衡条件即可求解速度大小.(2)进入粗糙导轨前,由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式结合求解电量.(3)导体棒在滑动时摩擦生热为Qf=2μmgdcosθ,再根据能量守恒定律求解电阻产生的焦耳热Q.解答:解:(1)导体棒在粗糙轨道上受力平衡:由mgsinθ=μmgcosθ+BIL得:I=0.5A由BLv=I(R+r)代入数据得:v=2m/s(2)进入...

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