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1、高三物理 电磁感应计算题集锦t/s15105024v (m/s)图乙1、16分如图甲所示, 两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L0.2m，一端通过导线与阻值为R=1的电阻连接；导轨上放一质量为m0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示. 取重力加速度g=10m/s2求：1t10s时拉力的大小及电路的发热功率.FRB图甲2在010s内，通过电阻R上的电量.解：(1)由v-t图象可知：由牛顿第二定律:或由图可知，t=10s时，v=4m/s联立以上各式
2、，代入数据得： 0.24N (2) 联立以上各式，代入数据得:ABDCEFBsR2、12分如下图，AB和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为l，导轨平面与水平面的夹角为。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面且向上的匀强磁场中。AC端连有阻值为R的电阻。假设将一质量为M、垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放，那么棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。现用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把金属棒EF从BD位置由静止推至距BD端s处，此时撤去该力，金属棒EF最后又回到BD端。求：1金属棒下滑过程中的最大速度。2金属棒棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能金
3、属棒及导轨的电阻不计?14分、2分24分、2分312分如下图，一矩形金属框架与水平面成=37角，宽L =0.4m，上、下两端各有一个电阻R0 =2，框架的其他局部电阻不计，框架足够长，垂直于金属框平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0Tab为金属杆，与框架良好接触，其质量m=0.1Kg，杆电阻r=1.0，杆与框架的动摩擦因数0.5杆由静止开始下滑，在速度到达最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0=0. 5Jsin37=0.6，cos37=0.8求：1流过R0的最大电流；2从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；3在时间1s内通过杆ab横截面积的最大电量解析：1当满足 BI
4、L+mgcos=mgsina 时有最大电流 2分 1分流过R0的最大电流为I0=0.25A 1分 2Q总=4Qo=2 J (1分) =IR总=0.52V=1.0V 1分 此时杆的速度为 1分 由动能定理得 2分求得 杆下滑的路程 1分 3 通过ab杆的最大电量 2分4.20分如下图，在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨上端跨接一阻值为R的电阻导轨电阻不计。两金属棒a和b的电阻均为R，质量分别为和，它们与导轨相连，并可沿导轨无摩擦滑动。闭合开关S，先固定b，用一恒力F向上拉，稳定后a以的速度匀速运动，此时再释放b，b恰好保持静止，设导轨足够长
5、，取。1求拉力F的大小；2假设将金属棒a固定，让金属棒b自由滑下开关仍闭合，求b滑行的最大速度；3假设断开开关，将金属棒a和b都固定，使磁感应强度从B随时间均匀增加，经0.1s后磁感应强度增到2B时，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求两金属棒间的距离h。解析：16分a棒匀速运动， 2分b棒静止1分1分2分28分当a匀速运动时1分1分解得2分当b匀速运动时：1分2分式联立得1分36分1分1分2BIL=1分由式得1分得2分514分如下图，在一个磁感应强度为B的匀强磁场中，有一弯成45角的金属导轨，且导轨平面垂直磁场方向。导电棒MN以速度v从导轨的O点处开始无摩擦地匀速滑动，速度v的方向与Ox方
6、向平行，导电棒与导轨单位长度的电阻为r。(1)写出t时刻感应电动势的表达式；(2)感应电流的大小如何?(3)写出在t时刻作用在导电棒MN上的外力瞬时功率的表达式。 (1) E=BLv 2分 L=vt1分E=B v2t1分(2) 1分 2分2分(3) F=BIL 1分 2分 2分或者：图156、12分如图15所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度为l，在两个短边上均接有电阻R，其余局部电阻不计。导线框一长边与x轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的磁感应强度满足关系B=B0sin。一光滑导体棒AB与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R。开始时导体棒处于x=0处，
7、从t=0时刻起，导体棒AB在沿x方向的力F作用下做速度为v的匀速运动，求：1导体棒AB从x=0到x=2l的过程中力F随时间t变化的规律；2导体棒AB从x=0到x=2l的过程中回路产生的热量。解：1在t时刻AB棒的坐标为 感应电动势 回路总电阻 回路感应电流 棒匀速运动 F=F安=BIl 解得： 2导体棒AB在切割磁感线过程中产生半个周期的正弦交流电感应电动势的有效值为 回路产生的电热 通电时间 解得： 评分标准：此题共12分。、式各1分，、式各2分。7.如下图，两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ，一端接有阻值为R的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中。在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金
8、属直杆，金属杆的电阻为r，金属杆与导轨接触良好、导轨足够长且电阻不计。金属杆在垂直于杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时，电阻R上消耗的电功率为P，从某一时刻开始撤去水平恒力F去水平力后：(1)当电阻R上消耗的功率为P/4时，金属杆的加速度大小和方向。(2)电阻R上产生的焦耳热。解析：(1)撤去F之前，设通过电阻R的电流为I，那么金属杆受到的安培力大小F安=BIL=F撤去F之后，由P=I2R知，当电阻R上消耗的电功率为P/4时，通过R的电流I=I/2，那么金属杆受到的安培力F安=BIL=F/2，方向水平向左，由牛顿第二定律得，方向水平向左(2)撤去F后，金属杆在与速度方向相反的安培力作用下，做减
9、速运动直到停下。设匀速运动时金属杆的速度为v，那么I2(R+r)=Fv，又P=I2R，解得由能量守恒可得，撤去F后，整个电路产生的热量那么电阻R上产生的焦耳热814分水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆见右上图，金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如右下列图。取重力加速度g=10m/s21金属杆在匀速运动之前做什么运动？2假设m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5；磁感应强度B为多大？
10、3由vF图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？解：1变速运动或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动。2感应电动势 感应电流 安培力 由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用，匀速时合力为零。 由图线可以得到直线的斜率k=2，T 3由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2N 假设金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数 9(14分)如下图，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lm，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为尺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
11、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)当金属棒下滑速度到达稳定时，电阻尺消耗的功率为8W，求该速度的大小；(3)在上问中，假设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(g=10rns2，sin370.6， cos370.8)(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律mgsinmgcosma 由式解得a10(O.60.250.8)ms2=4ms2(2夕设金属棒运动到达稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡mgsin一mgcos0一F0此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率FvP由、两式解得(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为BPI2R由、两式解得磁场方向垂直导轨平面向上10、 (14分如下图，倾角=30、宽度L=1m的足够长的“U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B =1T，范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下。用平行于轨道的牵引力拉一根质量m =0.2、电阻R =1的垂直放在导轨上的金属棒a b，使之由静止开始沿轨道向上运动。牵引力做功的功率恒为6W，当金属棒移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程中金属棒产生的热量为5.8J，不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m/s2。求：1金属棒到达稳定时速度是多大？2
