电磁感应压轴题.docx
- 文档编号:24847343
- 上传时间:2023-06-02
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:417.04KB
电磁感应压轴题.docx
《电磁感应压轴题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电磁感应压轴题.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电磁感应压轴题
电磁感应压轴题(总7页)
电磁感应难题训练1
1.如图所示,两根与水平面成θ=30角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为的电阻R,导轨的电阻忽略不计。
整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=1T。
现有一质量为m=kg、电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=kg的物体相连,细绳与导轨平面平行。
将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动。
运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触。
(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)金属棒匀速运动时的速度;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上
产生的焦耳热;
(3)若保持某一大小的磁感应强度B1不变,取不同
质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的
做匀速运动的v值,得到实验图像如图所示,
请根据图中的数据计算出此时的B1;
(4)改变磁感应强度的大小为B2,B2=2B1,其他条件不变,
请在坐标图上画出相应的v—M图线,并请说明图线与M轴的
交点的物理意义。
2.如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°角固定放置,导轨间连接一阻值为4Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场区域的宽度为d=.导体棒a的质量为ma=,电阻Ra=4Ω;导体棒b的质量为mb=,电阻Rb=12Ω;它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.现从图中的M、N处同时将它们由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场(g取10m/s2,sin53°=,且不计a、b之间电流的相互作用).求:
(1)在整个过程中,a、b两导体棒分别克服安培力做的功;
(2)在a穿越磁场的过程中,a、b两导体棒上产生的焦耳热之比;
(3)在穿越磁场的过程中,a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比;
(4)M点和N点之间的距离.
3.如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为α的光滑绝缘斜面上,导轨间距为L,电阻忽略不计且足够长,一宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁感应强度为B。
另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d(d 将整个装置置于导轨上,开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处。 由静止释放后装置沿斜面向上运动,当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零。 重力加速度为g。 (1)求刚释放时装置加速度的大小; (2)求这一过程中线框中产生的热量; (3)定性地画出整个装置向上运动过程中的速度-时间(v-t)图像; (4)之后装置将向下运动,然后再向上运动,经过若干次往返后,最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动。 求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离。 4.如图所示,足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上,斜面倾角30°,框架的宽度L=、质量M=。 导体棒 垂直放在框架上,且可以无摩擦的运动。 设不同质量的导体棒ab放置时,框架与斜面间的最大静摩擦力均为Fmax=7N。 导体棒ab电阻R=Ω,其余电阻一切不计。 边界相距d的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ,方向相反且均垂直于金属框架,磁感应强度均为B=。 导体棒ab从静止开始释放沿框架向下运动,当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时,框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值;导体棒ab继续运动,当它刚刚进入Ⅱ区域时,框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值。 求: (1)磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离d; (2)欲使框架一直静止不动,导体棒ab的质量应该满足的条件。 答案1、(14分)解: (1)金属棒受力平衡,所以 Mg=mgsinθ+ (1)(2分) 所求速度为: v= =4m/s (2)(1分) (2)对系统由能量守恒有: Mgs=mgssinθ+2Q+ (M+m)v2(3)(2分) 所求热量为: Q=(Mgs-mgssinθ)/2-(M+m)v2/4=J(4)(2分) (3)由上 (2)式变换成速度与质量的函数关系为: v= = M- (5)(2分) 再由图象可得: = ,B1=T(1分) (4)由上(5)式的函数关系可知,当B2=2B1时,图线的斜率减小为原来的1/4。 (画出图线2分) 与M轴的交点不变,与M轴的交点为M=msinθ。 (2分) 2、(14分)解: (1) , J(2分) 同理 J(2分) (2)在a穿越磁场的过程中,a是电源,b与R是外电路, (1分) , , (1分), (2分) (3)设b在磁场中匀速运动的速度大小为vb,则b中的电流 电路的总电阻R总1=14Ω 由以上两式得: (1分) 同理a棒在磁场中匀速运动时R总2=7Ω (1分),可得va: vb=3: 2(2分) (4)由题意得: 进入磁场前两者速度始终相等,当b进入磁场时,速度为vb,且开始匀速运动,穿过磁场的时间为t。 当a进入磁场时速度为va, 有 ①(1分), d=vbt② va: vb=3: 2③ 得 (1分) 导体棒从释放到进入磁场前的运动有 (1分) 可得M点、N点到L1的距离分别为Sa=9/8m,Sb=1/2mSMN=5/8m(1分) 3.(14分) (1)ma=BIL-mgsinθ,可得a= -gsinθ(3分) (2)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中,安培力对线框做功的大小为W,根据动能定理有: 0-0=BIL·d-mgsinθ·4d-W解得W=BILd-4mgdsinθ 线框中产生的热量Q=W=BILd-4mgdsinθ(4分) (3)答案见图(三段运动图像各1分: 第一段,初速度为零的匀加速运动;第二段,加速度比第一段小的匀减速运动;第三段,加速度减小的减速运动,最终速度为零)(3分) (4)装置往复运动的最高位置: 线框的上边位于磁场的下边界,此时金属棒距磁场上边界d; 往复运动到最低位置时,金属棒在磁场内,设距离上边界x, mgsinθ·(x+d)=BIL·x 可解出x= 最高位置与最低位置之间的距离为x+d= (4分) 4. (1)导体棒即将离开Ⅰ时,金属框受到的安培力沿斜面向下,对金属框由平衡条件得 fmax=Mgsin300+FA1max(1分) 求得: FA1max=2N(1分) 导体棒受安培力: FA1max= =2N(1分) 求得: v1=1m/s(1分) 导体棒刚进入Ⅱ时,金属框受到的安培力沿斜面向上,对金属框由平衡条件得 fmax′=FA2max-Mgsin300(1分) 求得: FA2max=12N(1分) 导体棒受安培力: FA2max= =12N(1分) 求得: v2=6m/s(1分) 导体棒在两磁场边界之间运动时, mgsin300=ma, 求得: a=5m/s2(1分) d= =(1分) (2)导体棒离开Ⅰ之前,速度至少要达到v1=1m/s。 设此时在磁场Ⅰ中已经达到最大速度做匀速运动,由平衡条件得: m1gsin300=FA1max(2分) 求得: m1=(1分) 欲使金属框架不动,导体棒刚进入Ⅱ后电流不再增大,做匀速运动。 由平衡条件得: M2gsin300=FA2max(1分) 求得: m2=(1分) 即导体棒的质量应为:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电磁感应 压轴
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)