电磁感应单杆模型

1、6如图6所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动杆ef及线框中导线的电阻都可不计开始时，给ef一个向右的初速度，则()Aef将减速向右运动，但不是匀减速 Bef将匀减速向右运动，最后停止Cef将匀速向右运动 Def将往返运动8两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图8所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上

2、的匀强磁场中当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动重力加速度为g.以下说法正确的是()Aab杆所受拉力F的大小为mgBcd杆所受摩擦力为零C回路中的电流为 D与v1大小的关系为10如图10所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时()A电阻R1消耗的热功率为Fv/3B电阻R2消耗的热功率为Fv/6C整个装置因摩擦而消耗的

3、热功率为mgvcosD整个装置消耗的机械功率为(Fmgcos)v13如图14所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力(1)通过ab边的电流Iab是多大？(2)导体杆ef的运动速度v是多大？14如图15所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值

4、为R的电阻处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触(1)求初始时刻导体棒受到的安培力(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？15(2010·天津高考)如图16所示，质量m10.1 kg，电阻R10.

5、3 ，长度l0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上框架质量m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2. 相距0.4 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R20.1的MN垂直于MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.5 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q0.1 J，求该过程ab位移x的大小8如图

6、所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成37o角，下端连接阻值为R的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；（3）在上问中，若R2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向（g10m/s2，sin37o0.6，cos37o0.8）ab15如图所示，倾角为、间距为L的平行导轨上端连接电动势为E的电源和阻值为R的电阻，其它

7、电阻不计。在导轨上水平放置一根质量为m、电阻不计的导体棒ab，棒与斜面间动摩察因数<tan，欲使棒所受的摩擦力为零，且能使棒静止在斜面上，应加匀强磁场的磁感应强度B的最小值是多少？方向如何？例1. 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析ab 的运动情况，并求ab的最大速度。a bR2、如图示，平行光滑导轨竖直放置，匀强磁场方向垂直导轨平面，一质量为m 的金属棒沿导轨滑下，电阻R上消耗的最大功率为P（不计棒及导轨电阻），要使R上消耗的最大功率为4P，可行的 办法有： （ ）A. 将磁感应强度变为原来的4倍 B. 将磁感

8、应强度变为原来的1/2倍C. 将电阻R变为原来的4倍 D. 将电阻R变为原来的2 倍16. 如图13所示，平行导轨间距为 ，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于金属导轨所在的平面。一根金属棒与导轨成 角放置，金属棒与导轨的电阻均不计，当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定速度 滑行时，通过电阻 的电流强度为多大？图1317. 如图14所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连有一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场方向垂直纸面向里。有一半圆金属导线沿两导轨滑动，速度为 ，与导轨接触良好，半圆的直径 与两导轨间的距离相等，设金属半

9、圆环与导轨的电阻均可忽略，当金属半圆环向右运动时，通过电阻R的电流为多少？13、解析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有IabIIdcI金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mgB2IabL2B2IdcL2由，解得Iab.(2)由(1)可得I设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有EB1L1v设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则Rr根据闭合电路欧姆定律，有I由，解得v.答案：(1)(2)14、解析：(1)初始时刻棒中感应电动势ELv0B棒中感应电流I作用于棒上的安培力FILB联立得F，安培力方向：水平向左(2)由功和能

10、的关系，得安培力做功W1EPmv02电阻R上产生的焦耳热Q1mv02Ep.(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置，Qmv02.答案：(1)F，方向水平向左(2)W1Epmv02Q1mv02Ep(3)Qmv0215、解析：(1)ab对框架的压力F1m1g框架受水平面的支持力FNm2gF1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F2FNab中的感应电动势EBlvMN中电流IMN受到的安培力F安IlB框架开始运动时F安F2由上述各式代入数据解得v6 m/s.(2)闭合回路中产生的总热量Q总Q由能量守恒定律，得Fxm1v2Q总代入数据解得x1.1 m答案：(1)6 m/s(2)1.1 m10、解析：上滑速度为v时，导体棒受力如图11所示则F所以PR1()2RFv，故A错误，B正确因fN，Nmgcos所以Pffvmgvcos，故C正确此时，整个装置消耗的机械功率为PPFPfFvmgvcos，故D正确答案：BCD8、解析：ab棒切割磁感线产生感应电动势，cd棒不切割磁感线，整个回路中的感应电动势E感BLabv1BLv1，回路中感应电流I，C选项错误ab棒受到的安培力为F安BILBL，ab棒沿导轨匀速