电磁感应单杆模型专项训练

1、,磁场的磁感应MNI±,使金属触良好,数为n,阻。贝U,1 .如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中（磁场足够大）强度为B,点a、b是U形导线框上的两个端点。水平向右恒力F垂直作用在金属棒棒MN以速度v向右做匀速运动。金属棒 吊2£度为L,恰好等于平行轨道间距，且始终与导线框接不计摩擦阻力，金属棒 MN的电阻为R已知导线ab的横截面积为 S单位体积内自由电子 电子电量为e,电子定向移动的平均速率为 v?。导线ab的电阻为R,忽略其余导线框的电 在 t时间内A.导线ab中自由电子从a向b移动B.金属棒MN中产生的焦耳热Q=FLC.导线ab受到的安培力大小

2、F安=nSLeV?B.v 二 J X >'>：x'F ' XD.通过导线ab横截面的电荷量为 萼R2.如图所示，足够长的光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感,应强度B= 2.0T,方向垂直于导轨平面向外，导体棒 ab长L=0.2 m （与导轨的宽度相同，接触良好） r = 1.0 Q,导轨电阻不计。当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，两只均标有“ 恰好正常发光。求：（1）通过导体棒电流的大小和方向；（2）导体棒匀速运动的速度大小。,其电阻3V, 1.5 W”字样的小灯泡3.如图所示，两根足够长平行金属导轨MN PQ固定在倾角0=37。的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3的

3、定值电阻，下端开口，轨道间距L=1 m。整个装置处于磁感应强度 B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量n=1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻 r=1Q,电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数 =0.5, sin372=0.6 , cos37 =0.8 ,取 g=10m/s 。求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率 诔;若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J ,求流过电阻R的

4、总电荷量q。4. （12分）如图所示，光滑轨同一水平面内平行固定放置，其d=1.0m ,右端通过导线与阻值 的电阻相连，在正方形区域CDGH 向下的匀强磁场.一质量 阻值r=0.5 的金属棒，在与金MN PQ间 距R=2.0 Q 内有竖直m=100g、属棒垂直、大小为F=0.2N的水平恒力作用下，从 CH&侧x=1.0m处由静止开始运动，刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动.不考虑导轨电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触.求：(1)匀强磁场磁感应强度 B的大小；(2)金属棒穿过磁场区域的过程中电阻R所产生的焦耳热；(3)其它条件不变，如果金属棒进入磁场时立即撤掉恒力F,试讨论金属棒是

5、否能越过磁场区域并简要说明理由CDN导脚ab垂直腰”2”架上,；磁感应强度|B=0.50T。t=0时,5.如图15所示，M MNN为放置在粗糙绝缘水平面,的U型金属木g架乂吊8(和:NN货“平行且足够长，间距 l=0.40m,质量 M=0.20kg 。质量 m=0.10kg白导体棒与框架的摩擦忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀榭中垂直于导体棒将要开始运动,ab施加一水平向右的恒力 F=2.0N ,导炉棒 此时导体棒的速度 vi=6.0m/s ;经过一段山间 ab从静止开始运力己当义t圣时小金属框架当t=t2时，导体移ab速度V2=12.0m/s ;金属框架白速度 V3=0.5m/s。在运动过程

6、中，导伸$ab始考与 MM和NN中直且接触良好。g知导Q体棒ab的电阻r=0.30 Q,框架 MNB分的阻值 R=0.10 Q,其余电而不计。设框架与水平面间的最大静2 .一摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s。求：图15(1 )求动摩擦因数 L ;(2)当t=t2时，求金属框架的加速度；(3)若在0ti这段时间内，MN±产生的热量Q=0.10J ,求该过程中导体棒 ab位移x的大小。6. (12分)如图1所示，两根足够长平行金属导轨 MN PQt目距为L,导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m导轨处于匀强磁场中，磁场的

7、方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为区金属导轨的上端与开关S、定值电阻R和电阻箱 R相连。不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为go现在闭合开关 S,将金属棒由静止释放。(1)判断金属棒ab中电流的方向；(2)若电阻箱 R接入电路的阻值为 0,当金属棒下降高度为 h时，速度为v,求此过程中定值电阻 上产生的焦耳热Q;B=0.40T , L=0.50m,37。时，金属棒能达到的最大速度Vm随电阻箱R阻值的变化关系,如图2所示。取g = 10m/s 2, sin37 ° = 0.60 , cos37 ° = 0.80 。求阻值 R和金属棒的质量 m>7.

8、 (10分)如图所示，U形导线框 MNQPK平放置在 磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，导线MND PQ足够长，间距为L= 0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的质量m=0.1kg,电阻r=1.0 Q,接在NQ间的电阻R=4.0 Q,电压表为理想电表，其余电阻不计。若导体棒在水平外力作用下以速度v =2.0m/s向左做匀速直线运动，不计导体棒与导线框间的摩擦。求：(1)通过导体棒ab的电流大小和方向;(2)电压表的示数；(3)若某一时刻撤去水平外力,产生的热量。8. (8分)如图15所示，两根足够长的直金属导轨MN PQ平彳族置在倾角为 6轴绝缘斜面上,两导轨

9、间b距为L。一根质量为 m的均匀直金属杆 ab放在两导轨上，并与导轨垂直, 强磁场中。金属杆 ab中通有大小为I的电流。已知重力加Q且接触良好，整套装置处于匀速度为g。(1)若匀强磁场方向垂直斜面向下，且不计金属杆ab之间的摩擦，金属杆 ab静止在轨道上，求磁感应强度的大(2)若金属杆ab静止在轨道上面，且对轨道的压力零。试说明磁感应强度大小和方向应满足什么条件；(3)若匀强磁场方向垂直斜面向下，金属杆 ab与导 的动摩擦因数为且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。欲使金属杆MQ图15和导轨小；恰好为轨之间ab静止，则磁感应强度的最大值是多E=12V,内阻r=1.0?,电阻R=11?。g取10m/s2

10、,忽略金属导轨且不计金属杆ab和导轨之间的摩。右取大大。9. (8分)如图13所示，两根足够长的直金属导轨MN PQ平行放置在倾角为？=30?的绝缘斜面上，两导轨间距为L=20cm。一根质量为mF10g的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整 套装置处于匀强磁场中。已知电源电动势 和金属杆ab的电阻。求：(1)通过金属杆ab的电流；(2)若匀强磁场方向垂直斜面向下，擦，金属杆ab静止在轨道上，求磁感应强度的大小；(3)如果金属杆ab与导轨之间有摩擦，且动摩擦因数静摩擦力等于滑动摩擦力，欲使杆ab静止，所加匀强磁场方向垂直斜面向下，则磁感应强度 B的大小应满足什么条件。10.

11、 (12分)如图22所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨MN PC®定于水平面内，导轨间距d=0.40m,端与阻值R=0.15 的电阻相连。导轨间x>0 一侧存在一个方向与导轨平面垂直的磁场，磁感应强度沿x方向均匀减小，可表示为B 0.50(4 x)。一根质量m=0.80kg、电阻r=0.05 的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度V0=0.50m/s沿导轨向右运动。已知运动过程中电阻上消耗的功率不变。(1)求金属棒在x=0处时回路中的电流；(2)求金属棒在x=2.0m处速度的大小；(3)金属棒从x=0运动到x=2.0m的过程中：a.在图23中画出金属棒所受安培力 Fa随x变化的关系图线； b.求外力所做的功。11. (13分)如图，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MNPQ固定在水平面内，相距为 L。一质量为 m的导体棒ab垂直于MN PQ放在轨道上，与轨道接触良好。 轨道和导体棒的电阻均不计。(1)如图1,若轨道左端 MP可接一阻值为R的电阻，导体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动。请通过公式推导证明：在任意一段时间At内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。(2)如图2,若轨道左端接一电动势为E、内阻为Mr的电姆