完整版电磁感应中的单双杆模型Word格式.docx

完整版电磁感应中的单双杆模型Word格式.docx

《完整版电磁感应中的单双杆模型Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版电磁感应中的单双杆模型Word格式.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电阻为R,左端连接一电阻为R,MN在恒力F的作用下从静止开始运动，其他部分及连接处电阻不计，试求：

金属棒在轨道上的最大速度？

3、金属导轨左端接电容器，电容为整个装置处于垂直纸面磁感应强度为速度V,试求金属棒的最大速度？

xxx

C,轨道上静止一长度为L的金属棒cd,

D<

VV

B的匀强磁场当中，现在给金属棒一初-

~pvXX

1（k乂

（二）与能量相结合的题型

1、倾斜轨道与水平面夹角为，整个装置处于与轨道相垂直的匀强磁场当中，导轨顶端连

有一电阻R,金属杆的电阻也为R其他电阻可忽略，让金属杆由静止释放，经过一段时

间后达到最大速度Vm,且在此过程中电阻上生成的热量为求：

（1）金属杆达到最大速度时安培力的大小

（2）磁感应强度B为多少

A

[xR

C

（3）求从静止开始到达到最大速度杆下落的高度

2.（20分）

如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为Rix粗细均匀的

光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻甩,已知Ri二12R,R2

二4R。

在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B。

现有

质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，两平行轨道中够长。

已知导体棒ab下

落r/2时的速度大小为W,下落到MN处的速度大小为V2。

（1）求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。

（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II之间的距离h和甩上的电功率P2o

（3）当导体棒进入磁场II时，施加一竖直向上的恒定外力F=mg的作用，求导体棒ab

从开始进入磁场II到停止运动所通过的距离和电阻甩上所产生的热量。

二、双杆问题

（—）、同一磁场中的等宽轨道

1、水平放置的光滑金属轨道上静止两根质量为m的金属棒MN、PQo电阻均为R,现给PQ一个向右的初速度V,其他部分及连接处电阻不计，试求：

（1）金属棒MN在轨道上的最大速度？

（2）回路中产生的最大热量MP

承4

Xx

7T

（二）、同一磁场不等宽轨道

如图所示，光滑、足够长、不计电阻、轨道处在磁感应强度为B的匀强磁场当中，间距左

边为I,右边为21的平行金属导轨上静止M、N两根同样粗细的同种金属棒，除金属棒上电R、2R阻为

夕卜，其他电阻均不计。

现给N棒一根瞬时冲量I

（1

）求金属棒N受到冲量后的瞬间通过金属导轨的感应电流

（2设金属棒N在运动到宽轨道前M已经达到最大速度，求金属棒M的最大速度值；

金属棒N

耳热。

）进入H宽轨道区后，金属棒MN再次达到匀速运动状态，。

求整个过程中金MN中产生的总焦

XX

XJ

K・

X

X】

X詔习

x>

XJ

X3K

■

（三）、不同磁场区域的平行轨道

1、（20分）如图13所示，光滑、足够长、不计电阻、轨道间距为I的平行金属导轨MN、

PQ,水平放在竖直向下的磁感应强度不同的两个相邻的匀强磁场中，左半部分为I匀强磁场区，磁感应强度为Bi；

右半部分为n匀强磁场区，磁感应强度为Bz且Bi=2B2o在I匀

强磁场区的左边界垂直于导轨放置一质量为m、电阻为Ri的金属棒a,在I匀强磁场区的

某一位置，垂直于导轨放置另一质量也为m、电阻为R2的金属棒b。

开始时b静止，给a

一个向右冲量I后a、b开始运动。

设运动过程中，两金属棒总是与导轨垂直。

（1）求金属棒a受到冲量后的瞬间通过金属导轨的感应电流；

（2）设金属棒b在运动到I匀强磁场区的右边界前已经达到最大速度，求金属棒b在I匀强磁场区中的最大速度值;

（3）

金属棒b进入n匀强磁场区后，金属棒b再次达到匀速运动状态，设这时金属棒a仍然在I匀强磁场区中。

求金属棒b进入n匀强磁场区后的运动过程中金属棒a、b中产生的总焦耳热。

XXX

・乂X

仪X

XX

虽XXpX

V

JXXX

xyx

ckv

3、（18分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为1=0.5m,其电阻不计，

两导轨及其构成的平面均与水平面成30°

角。

完全相ab、cd分别垂直导轨放

同的两金属棒

置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为

0.02kg,电阻均为R=0.1Q整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力

F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。

取

g=10m/s2,问：

（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？

⑵棒ab受到的力F多大?

⑶棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少?

4、如图所示，在水平台面上铺设两条很长但电阻可忽略的平行导轨MN和PQ,导轨间宽度

L=0.50m•水平部分是粗糙的，置于匀强磁场中，磁感应强度B=0.60T,方向竖直向上•倾斜部分是光滑的，该处没有磁场直导线a和b可在导轨上滑动，质量均为m=0.20kg,电阻均为R=0.15Q.b放在水平导轨上，a置于斜导轨上高h=0.050m处，无初速释放•设在运动过程中a、b间距离足够远，

由导线

?

如果导线与水平

=0.10,当导线b

且始终与导轨MN、PQ接触并垂直，回路感应电流的磁场可忽略不计•求:

（1）

和导轨组成回路的感应电流最大值是多少

（2）

导轨间的动摩擦因数卩

的速度达到最大值时，导线a的加速度多大？

（3）如果导线与水平导轨间光滑，回路中产生多少焦耳热？

5、•如图所示，两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场I,右端有另一磁场II,其宽度也为d,

但方向竖直向下，磁场的磁感强度大小均为Bo有两根质量均为m、电阻均为R的金属棒a

和b与导轨垂直放置，b棒置于磁场II中点C、D处，导轨除C、D两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的K倍，a棒从弯曲导轨某处由

静止释放。

当只有一根棒作切割磁感线运动时，它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成

正比，即VX。

（1）若a棒释放的高度大于h。

则a棒进入磁场I时会使b棒运动，判断b棒的运动方向并求出hoc

（2）若将a棒从高度小于h。

的某处释放，使其以速度V。

进入磁场I,结果a棒以Vo/2的速度从磁场I中穿出，求在a棒穿过磁场I过程中通过b棒的电量q和两棒即将相碰时b棒上的电功率Pbo

（3）若将a棒从高度大于h。

的某处释放，使其以速度W进入磁场I,经过时间ti后a棒从磁场I穿出时的速度大小为2Vi/3,求此时b棒的速度大小，在如图坐标中大致画出h时间内两棒的速度大小随时间的变化图像，并求出此时b棒的位置。

r

3

V1

；