电磁感应单棒模型

1、电磁感应单棒模型电磁感应单棒模型一个闭合回路由两部分组成 ,如图所示,右侧是电阻为 r 的圆形导线 ,置于竖直方向均匀变化的磁场 B1 中;左侧是光滑的倾角为的平行导轨 , 宽度为 d, 其电阻不计。磁感应强度为 B2的匀强磁场垂直导轨平面向上, 且只分布在左侧 , 一个质量为 m、电阻为 R的导体棒此时恰好能静止在 导轨上, 分析下述判断正确的是 ( )A. 圆形导线中的磁场 , 可以方向向上均匀增强 , 也可以方向向下均匀减弱B. 导体棒 ab 受到的安培力大小为 mgsinC. 回路中的感应电流为D. 圆形导线中的电热功率为(r+R)1如图所示，光滑 U 型金属导轨 PQMN水平固定在竖

2、直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为 L。QM之间接有阻值为 R 的电阻，其余部分电阻不计。 一质量为 m， 电阻为 R的金属棒 ab 放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度 v0使之 开始滑行，最后停在导轨上。 由以上条件， 在此过程中可求出的物理量有( )A电阻 R 上产生的焦耳热Cab 棒运动的位移DB 通过电阻 R 的总电荷量ab 棒运动的时间5.(09 西城 0 模)如图所示，足够长的光滑金属导轨 MN 、PQ 平行放置，且都倾斜着与水平面成 夹角 。在导轨的最上端 M、 P 之间接有电阻 R，不计其它电阻。导体棒 ab 从导轨的最底端冲上 导轨，当没有磁场时， ab 上升的

3、最大高度为 H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时， ab 上升的最大高度为 h。在两次运动过程中 ab 都与导轨保持垂直， 法正确的是A两次上升的最大高度相比较为 H h B有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功 C有磁场时，电阻 R 产生的焦耳热为 1mv022D有磁场时， ab 上升过程的最小加速度为 gsin . 如图所示，光滑的 U 型金属导轨 PQMN水平地固定在竖直向上的匀强磁场中磁感应强度为 B，导轨 的宽度为 L，其长度足够长， QM之间接有一个阻值为 R 的电阻，其余部分电阻不计。一质量为 m，电 阻也为 R 的金属棒 ab，恰能放在导轨之上并与导轨接触良好。当给棒施加

4、一个水平向右的冲量，棒 就沿轨道以初速度 v0 开始向右滑行。求：1)开始运动时，棒中的瞬间电流 i 和棒两端的瞬间电压 u 分别为多大？1 99i= Lv 0B/2R； u= 2 Lv0B； Q=400 mv09 Rm22 x= 5 L Bv02)当棒的速度由 v0减小到 110v0的过程中，棒中产生的焦耳热 Q是多少？棒向右滑行的位移 x有多 大？(2012 天津高考)如图所示 , 一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内 ,导轨间距 l=0.5m,左端接有阻值 R=0.3的电阻。一质量 m=0.1kg,电阻 r=0.1 的金属棒 MN放置在导轨上 , 整个装置置于竖直向上的匀强磁场中 ,

5、 磁场的磁感应强度 B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下 , 由静止开始以 a=2m/s2的加速度做匀加速运动 , 当棒的位移 x=9m时撤去外力 , 棒继续运动一段距离后 停下来, 已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q1Q2=21。导轨足够长且电阻不计 , 棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求(1) 棒在匀加速运动过程中 , 通过电阻 R的电荷量 q;(2) 撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2;(3) 外力做的功 WF。(1) 4.5C (2)1.8 J(3)5.4 J9.（09 石 1）如图所示， AB 和 CD 是两根特制的、完全相同的电阻丝导轨，固定在绝缘的

6、竖直墙 壁上，上端用电阻不计的导线相连接，两电阻丝导轨相距为 L，一根质量为 m、电阻不计的金属棒 跨接在 AC 间，并处于 x 轴原点，与电阻丝导轨接触良好，且无摩擦，空间有垂直墙面向里的匀强 磁场，磁感应强度为 B 。放开金属棒，它将加速下滑。（1）试证明，若棒下滑时作匀加速运动，则必须满足的条件是每根导轨的电阻值应跟位移x 的平方根成正比，即 R k x（k 为比例常量）（2）若棒作匀加速运动， B=1T，L=1m， m 1 kg， k 1 ?m-1/2，求：52 棒的加速度 a ， 棒下落 1m 过程中，通过棒的电荷量 q ，x B D 棒下落 1m 过程中，电阻上产生的总热量 Q（1

7、）8分， R K x （2） 2分， a=5m/s 2 6分， qBLx = 2C 4分 Q mgx max = 5J2R 2R11（12 年西城一模）如图 1 所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距 L，距左端 L 处的右侧一段被弯成半径为 L 的四分之一圆弧， 圆弧导轨的左、 右两段处于高度相差 L 的水平面上。 以弧形导轨的 22末端点 O 为坐标原点，水平向右为 x 轴正方向，建立 Ox 坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场； 左段区 域存在空间上均匀分布，但随时间 t 均匀变化的磁场 B(t)，如图 2 所示；右段区域存在磁感应强度大 小不随时间变化，只沿 x 方向均匀变化的磁场 B(x)

8、，如图 3 所示；磁场 B(t)和 B(x)的方向均竖直向 上。在圆弧导轨最上端，放置一质量为 m 的金属棒 ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开 始下滑时左段磁场 B(t)开始变化，金属棒与导轨始终接触良好， 经过时间 t0 金属棒恰好滑到圆弧导轨 底端。已知金属棒在回路中的电阻为 R，导轨电阻不计，重力加速度为 g。( 1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；( 2)如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场 B(x)区域，离开时的速度为 v，求金属棒从开始滑 动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热 Q；(3) 如果根据已知条件，金属棒滑行到 x=x1 位置时停下来，

9、a. 求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量 q；b. 通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。B(t)图3图2ZX小+,等+”号抄，q=“討墜冷,金属棒刚进入水平轨道时，感应电流 最大。（08朝阳）如图甲所示，空间存在竖直向上的磁感应强度为3的匀强磁场，ab、c是相互平行的间 距为/的长直导轨，它们处于同一水平面内，左端由金属丝6c相连，MA/是跨接在导轨上质量为刃 的导体棒，已知M/V与be的总电阻为& ab、Q的电阻不计。用水平向右的拉力使导体棒沿导轨做 匀速运动，并始终保持棒与导轨垂直且接触良好。图乙是棒所受拉力和安培力与时间关系的图象, 已知重力加速度为9

10、。（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数“；（2）已知导体璋发生位移S的过程中厶7边上产 生的焦耳热为Q.求导体棒的电阻值；（3）在导体棒发生位移s后轨道变为光滑轨道，c h a 此后水平拉力的大小仍保持不变，图丙中I、II 是两位同学画出的导体棒所受安培力随时间变化/也Z 73、的图线。判断他们画的是否正确，若正确请说明理由；若都不正确， 请你在图中定性画出你认为正确的图线，并说明理由。（要求：说理 过程写出必要的数学表达式）（1） 4分，各 7分，r孚）（3）7分，都不正确（2分）2 加gFs如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨OP、OQ固定在水平桌面上，导轨间的夹角为&二74。，导 轨单位长

11、度的电阻为r,= 0.10Q/mo导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间变化, 磁场的磁感应强度日与时间f的关系为8=-,其中比例系数A-2Ts。t将电阻不计的金属杆M/V放置在水平桌面上，在外力作用下，时刻 金属杆以恒定速度i/= 2m/s从O点开始向右滑动。在滑动过程中保持 AW垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良好。（已知导轨和金 属杆均足够长，sin37 = 0.6,cos37 = 0.8）求：在U6.0S时，回路中的感应电动势的大小；在匸6.0s时,金属杆M/V所受安培力的大小；10分.2vrro=0.5/(3) 7 分.P沪24W1Z在f = 6.0s时,外力对金属杆M/V所做功的功率。cos如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距 离为L.电阻忽 略不计。在导轨的上端接电动势为E、内阻为r的电源。一质为m.电阻为R的导体棒以ab水平 放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨.电源.开关构成闭合回 路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B,方 向垂直于纸面向外。已知接通开关S后，导体棒ab由静止开始向上加速 运动。求:（1）导体棒ab刚开始向上