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B】中；左侧是光滑的倾角为。的平行导轨，宽度为d,其电阻不计。磁感应强度为玫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（）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导体棒ab受到的安培力大小为mgsinO回路中的感应电流为普圆形导线中的电热功率为尊方（r+R）Bid21.如图所示，光滑U型金属导轨POMN水平固定在竖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V。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B.通过电阻R的总电荷量C.ab棒运动的位移D.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、户之间接有电阻R,不计其它电阻。导体棒力?从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为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ho在两次运动过程中次?都与导轨保持垂直，且初速度都相等。关于上述！^点列说法正确的是TOC\o"1-5"\h\zA.两次上升的最大高度相比较为H<h/7PB.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/?产生的焦耳热为|mv02'D.有磁场时，aZ?上升过程的最小加速度为psin。

.如图所示，光滑的"型金属导轨R刎水平地固定在竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度为导轨的宽度为L,其长度足够长，藤之间接有一个阻值为&的电阻，其余部分电阻不计。一质量为力,电阻也为A的金属棒ab,恰能放在导轨之上并与导轨接触良好。当给棒施加一个水平向右的冲量，棒就沿轨道以初速度％开始向右滑行。求：(1)开始运动时，棒中的瞬间电流］和棒两端的瞬间电压u分别为多大？(2)当棒的速度由伽减小到，伽的过程中，棒中产生的焦耳热Q是多少？棒向右滑行的位移x有多大？999Rm5~T%i=Lv^/2R\u=2Lv^\/°°辩；x=5DB"99(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AO.5m,左端接有阻值R=0.3Q的电阻。一质量m=0.1kg,电阻l0.1Q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，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&0二2：1。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。求棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量Q；撤去外力后回路中产生的焦耳热ft;外力做的功W"4.5C(2)1.8J(3)5.4J9.(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777、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Bo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『1<&(力为比例常量)MCxxxx(2)若棒作匀加速运动，8=1T,Z.=1m,m=±kg,k=，求：xxxxVsV5xxxx棒的加速度XXXXXXXX棒下落1m过程中，通过棒的电荷量q,xxxxBc棒下落1m过程中，电阻上产生的总热量Q(1)8分，R=K衣(2)<D2分，x5m/s2②6分，a==BLx=yflC@4分Q=mgX-max二©J42R2R11.(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Z.,距左端Z.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C9

末端点。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，均匀变化的磁场8(f)，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如图3所示磁场8(。和8(力的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端，放置一质量为"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8(。开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间/b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/?,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£;(2)如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场8(#区域，离开时的速度为1/,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，金属棒滑行到户*位置时停下来，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;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。Q=Qi+Q,=Z^+mg土-En寸~=山=兰&=些性二^，金属棒刚进入水平轨道时，感应电流1-Rto22R一—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、cd是相互平行的间距为/的长直导轨，它们处于同一水平面内，左端由金属丝力c相连，枷是跨接在导轨上质量为m的导体棒，已知物/与be的总电阻为/?,泌、cd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g。(1)求导体棒与导轨间的动摩擦因数〃；

已知导体棒发生位移s的过程中be边上产生的焦耳热为Q,求导体棒的电阻值;在导体棒发生位移s后轨道变为光滑轨道，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，(2)7分，r=RQ-丑•)(3)7分，都不正确(2分)3mgFos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6=74。，导轨单位长度的电阻为m=0.10Q/m。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8与时间f的关系为B=?，其中比例系数A=2T-So将电阻不计的金属杆物V放置在水平桌面上，在外力作用下，仁0时刻金属杆以恒定速度i/=2m/s从。点开始向右滑动。在滑动过程中保持物/垂直于两导轨间夹角的平分线，且与X-轨单位长度的电阻为m=0.10Q/m。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8与时间f的关系为B=?，其中比例系数A=2T-So将电阻不计的金属杆物V放置在水平桌面上，在外力作用下，仁0时刻金属杆以恒定速度i/=2m/s从。点开始向右滑动。在滑动过程中保持物/垂直于两导轨间夹角的平分线，且与X-XXXXXXXXX-XXXXXXXXX>CXXX|^双--又--x■-牙-、-XXX

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X>^xXxXxXXXXXXX‘XXXX^XXXXXXXXXX⑴在U6.0s时，回路中的感应电动势的大小；⑵在U6.0s时，金属杆枷所受安培力的大小；⑶在/=6.0s时，外力对金属杆物/所做功的功率。(3)7分.⑴10分，R=0.=0.5t⑵3分，I=E%R0kcos—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。一质量为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