2014年军考物理电磁感应计算题针对训练

1、2014年军考物理电磁感应计算题针对训练1、图14中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0. 40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度 B为0. 50T的匀强磁场垂直。质量 m为6. 0X 10-3kg .电阻 为1. 0 的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3. 0 的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率 v匀速下滑，整个电路消耗 的电功率P为0. 27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻 值R2。图142、如图所示，光滑水平平行导轨M、N,间距L=0.5m,其电阻不计。导轨间有竖直向下的匀强磁场

2、，磁感应强度 B=0.5T。金属棒ab、cd垂直导轨放置，且电阻都是R=100口，质量都是m=0.5kg。现给棒ab 一个水平向右的冲量，使其具有v0=8m/s的初速度。求：(1)cd棒上最大电流的大小和方向。(2)cd棒运动的最大速度。(3)cd棒上产生的热量。3、如图所示，两根平行的光滑长导轨处于同一水平面内，相距为 L。导轨左端用阻值为 R 的电阻相连，导轨的电阻不计，导轨上跨接一电阻为r的金属杆，质量为 m,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 B,现对杆施加一水平向右的恒定拉力F,使它由静止开始运动。求(1)当杆的速度为r时，杆的加速度(2)杆稳定时的速度(3)若杆从静止到

3、达稳定的过程中，杆运动的距离为S,则此过程回路中产生的热量为多少。4、水平放置、足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ相距L=0.3m,接在MP之间的定值电阻R0=0.9Q;质量 M=80g、电阻 R=0.3 的金属棒 ab静止在金属导轨上，ac、cd和db三段 的长度相同、电阻值相等，金属棒与导轨接触良好；导轨和连线的电阻不计，整个装置处在垂直于轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T ,俯视如图。现有一质量为m=20g的粘性橡皮泥，以向右的水平速度u0=10m/s击中cd段的中央，并在极短时间内粘在棒上一起运动。(1)橡皮泥刚好与金属棒具有共同速度时，求金属棒两端的电势差Uab;(2)金属

4、棒在向右滑动的过程中，当加速度大小等于最大值的1/2时，求电阻R0的电功率P。6 / 95、如图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内，相距 L=0.4m,导轨的左端用R=0.3 的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=0.1 的金属杆ab,质量m=0.1kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动，求：(1)杆能达到的最大速度多大？此时拉力的瞬时功率多大？(2)当杆的速度为最大速度的一半时，杆的加速度多大？(3)若杆达到最大速度后撤去拉力，则此后R上共产生多少热能？i6、如图所示，电阻不计的光滑平行金属

5、导轨 MN和OP水平放置，MO间接有阻值为 R的 电阻，导轨相距为 L,其间有竖直向下的匀强磁场，质量为 m,电阻为R0的导体棒CD垂 直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN向右的水平力拉动 CD从静止开始运动，拉力的 功率恒定为P,经过时间t导体棒CD达到最大速度v0。求出磁场磁感强度 B的大小求出该过程中 R电阻上所产生的电热棒CD达到最大速度为 2v0,求出若换用一恒力 F拉动CD从静止开始运动，则导体恒力F的大小及当导体棒 CD速度v0时棒的加速度。0Em=0.6kg导轨处于磁R=0.2。,(1)导轨运动的最大加速度;(2)流过导轨的最大电流；(3)拉力F的最大功率.7、如图所示，ab

6、cd为质量M=2kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面上， 另有一根质量 的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱 e、f, 匀强磁场中，磁场以 OO '为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右,感应强度均为B=0.8T.导轨的bc段长二昭，其电阻厂二U4G ,金属棒的电阻其余电阻均可不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数必=02若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2N的水平拉力，设导轨足够长，号取10m/s2,试求:8、如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN, PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m .P、M两端接有一只理想电压表，整个

7、装置处于竖直向下的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中。电阻均为 "二口1C,质量分别为 m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁的光滑导轨上，现固定棒L1, L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始作加速运动，试求：(1)当电压表读数为 U=0.2V时，棒L2的加速度多大？(2)棒L2能达到的最大速度 Vm。(3)若在棒L2达到Vm时撤去外力F,并同时释放棒L1 ,求棒L2达到稳定时的速度值。(4)若固定L1 ,当棒L2的速度为v ,且离开棒L1距离为S的同时，撤去恒力 F,为保持 棒L2作匀速运动，可以采用将 B从原彳t ( B0=0.2T)逐渐减小的方法，则

8、磁感应强度 B应 怎样随时间变化(写出 B与时间t的关系式)？9、如图所示，竖直平面内有两根很长的金属导轨MN、PQ,处于B = 0.5 T的水平匀强磁场中，两导轨中连有两个电阻均为0.2额定功率均为5 W的小灯泡，如图所示.质量m =50g、长L= 0.5 m、电阻r=0.2 的金属棒ab可沿导轨做无摩擦滑动，导轨电阻不计.导轨与 金属棒接触始终良好。则：(1) .棒要以多大速度向上移动，才能使灯泡正常发光？(2) .若让金属棒自由下落，当速度达到稳定后灯泡能否正常发光？0.48m，其间，即从撒力至棒速为11、如图所示，一光滑的导轨宽为ab棒穿出磁场时的速度为进入4h,棒及导轨电阻忽略不计，

9、求：10、如图所示，倾角 日=30。、宽度L=1m的足够长为U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上.现用一平行导轨的牵 引力F,牵引一根质量 m=0.2kg、电阻R=1 C、垂直导轨的金属棒 ab,由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦)。问：(1)若牵引力为恒力，且 F=9N,求金属棒达到的稳定速度v1(2)若牵引力功率恒为 72W,求金属棒达到的稳定速度 v2(3)若金属棒受向上拉力在斜面导轨上达到某一速度时，突然撒力，此后金属棒又前进了0时止，金属棒发热 1.12J.问撒力日棒速v3多大?L,

10、放置于竖直平面内，下端接有一电阻R,质量为m的金属棒ab沿导轨并保持水平自由下落，进入高为h、磁感应弓II度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。设金属棒与导轨始终保持良好接触，并且磁场时速度的1/4。已知ab棒最初距磁场上边界的距离为(1)金属棒ab刚进入磁场时所受安培力大小和方向(2)在金属棒下落过程中电阻R产生的热量Q12、如图，一边长 L = 0.4m、质量 m1 = 0.2kg、电阻R= 0.1门 的正方形导体线框 abcd,与 一质量为m2 = 1.0kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。磁感应强度B = 1.0T,磁场宽度d1 = 0.8m,开始时bc边距磁场下边界为 d2=

11、1.0m,物块放在倾角。= 53o的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为m =。现将物块由静止释放，经过一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动，已知 sin53o=0.8, cos53o= 0.6取g= 10m/s2。求:(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小;(2)线框ad边刚刚进入磁场时的动能；生的焦耳热。(3)线框从开始运动到全部穿出磁场的过程中产14、均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为 B的水平匀强磁场上方 h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且 cd边始终与水平的磁场边界

12、平行。当cd边刚进入磁场时,(1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求cd两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。参考答案mgv=P 1、解析：对ab棒由能量守恒定律得:代入数据得：v=4.5m/s又 E=BLv设电阻R2与R。的并联电阻为 R外，ab棒的电阻为r,有P=IE 由 代入数据得： & = 6.0 .2、本题共19分。（1）当ab刚开始运动时，回路中的电流最大（1分）E=Blu0=0.5 X 0.5 X 8V=2V （2 分）A = O.OIA（3分）cd棒中电流方向由 c-d （1分）（2）ab、cd系统水平方向动量守恒，设

13、质量均为 m4分8 / 9mv0=2mv 一4 西j/e（3分）cd棒的最大速度是4m/s向右（3分）（3） E=之 mv0212x2 mv02=8J （3 分）4J（3分）3、解：（16 分）（1）由牛顿第二定律得:稳定时，口得：二"用=+p（3）由能量守恒关系：14、（1）当安培力与外力F相等时，杆达到最大速度，设最大速度为 Vmax则（1分）5元77（1分）5安=81 （1分）F安一 百 二 0（2分）代入数据，联立式得门 （1分）此时拉力的瞬时功率：P=FV （2分）P=10W （1 分）（2）a=10m/s2Fyr -e' _g二 0F-BIL = m2q分）五H（

14、1分） 工（1分）解得（3）（1分）% £（2 分）上（2 分）解得 QR=0.9375JI=E/（R+ R0） 即最大速度时拉力与安培力合力为零P/v0-BIL=0 E=BL（2分）10 / 9B =由能量关系，产生总电热-产£ =2 Q-户上-网哈J 2门八-口，匕一人Q 匕 口 七02分R电阻上所广生Q套-Q = 的电热 r* / 一R+%（法一加党/2b-史竺比二。2分由题意 R+4 由（1）F-史巴=加日问可知 F=2P/v0 2分当速度为v0时加速度a &+舄 2分解得2P PP-ma a 7、解：（1）导轨向左运动时，导轨受到向左的拉力F,向右的安培力

15、F1和向右的摩擦力f。根据牛顿第二定律:（3 分）F1=BIl（1 分）f=科（mg BIl）（3分）整理得；0=F-m呜-Q-MR£（2分）当1=0时，即刚拉动时，a最大.（2）随着导轨速度增大，感应电流增大，加速度减小.当a=0 时，I最大即5-5自7-幻&/=°（2分）£ = 2.5身（1分）（3 ） 当 a=0 时，I 最大，导轨速度最大.於皿立-+rV HUKJ卷+回=3 7皿小温（1分）=F % =7 5，血（3分）解(1) L1与L2串联流过L2的电流为：I=J0.S-0.2 ( 3二二=m Js = 1.2 /s±=1a = 2A

16、0.1L2所受安培力为F'=BdI=0.2N 0.5评分标准：式每式各 2分。(2)当L2所受安培力5安=5时，棒有最大速度 Vm,此时电路中电流为Im。则F安=8ImIm= 2r F安=F 由式得 Vm= B d评分标准：式 每式1分，式2分。(3)撤去F后，棒L2作减速运动，L1作加速运动，当两棒达到共同速度V共时，L2有稳定 速度，对此过程有:%匕=(叫+%儿共.丫共=啊十啊评分12 / 9标准：每式各 2分。(4)要使L2保持匀速运动，必须回路中磁通量保持不变，设撤去恒力F时磁感应强度，4 =为B0 , t时磁感应强度为 Bt,贝U B0ds=Btd(s+vt)S - W 11

17、(1) .灯的电阻 RL=0.2 Q ,灯的功率 PL=5W。则有灯的电压 UL=1V ;电流IL=5A (4分)金属棒产生白电动势E=BLv1=UL+ILr 解得v1=12m/s (5分)(2) .达到稳定时，有：mg=BIL(4分)I=2A10A,灯泡不能正常发光(5分)解：(1 )恒力拉动到匀速时：F=mgs in0+BIL9=mgs in9+B2L2u1/R 得 ul = 8m/s4 分(2 )恒功率拉动到匀速时：F = P/u22分) P/u2=mgsin0+B2L2u 2/R 得 u 2 = 8m / s (得 u2=9m/s)(4 分)(3 )设撤力后棒向前滑行的最大距离为S，此

18、过程发热 Q,则m u3 2/ 2= mgSs in0+Qu3 = 4m/s (4 分) .11、解：(1)设金属棒刚进入磁场时速度为u ,产生的感应电动势为E,感应电流为I.则2刃七历mg.4h=m u 2/2 E=BL u I=E/R 故安培力 F=BIL= 皮方向为竖直向上(2)设金属棒进入磁场后克服安培力做的功为WF ,在金属棒由静止释放至离开磁场过程中，由动能定理得mg.5h - WF =又 Q= WF解得Q=19mgh/412、(1)设速度为 12、v1 ,物块此后也匀速运动对m2： T+mm2gcos53om2gsin53o= 0求得：T=6N对 m1 ： T m1g F 安=0 F 安=BILI = 可求得：v1 = 2.5m/s(2)设线框ad边刚刚进入磁场时， 速度为v2,对整体有(m2gsin53omm2gcos53o) ( d2L) m1g ( d2 L) = ( m1 + m2) v22 解得 v2 = 2m/s 故 Ek= m1v12 = 0.4J(3)从开始运动到 bc边离开磁场，对整体有( m2gsin53omm2gcos53o) (d1 + d2) m1g (d1+d2)观安=(m1+m2) v12 对线中g有 Q = W 安 解得：Q= 3.45Ju2