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电磁感应现象中的切割类问题题库
题数
954
考试分类
高中物理>电磁感应现象中的切割类问题
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简介
高中物理-电磁感应现象中的切割类问题
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章节目录
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【简答题】
[1/954]如图所示为水平面内的两条相互平行的光滑金属导轨，电阻可以忽略不计，轨道间距为l。导轨所处水平面内存在着竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。两导体杆a和...
参考答案：
|
(1)根据楞次定律，a杆受向左的安培力向右作减速运动，b杆受向右的安培力向右作加速运动，两杆受力等大反向，因此两杆系统动量守恒。当a杆的速度为v
1=v
0/2时，b杆的速度设为v
2，有
mv 1+2mv 2=mv 0 (2 分) 可得v 2= v 0/4 根据感应电动势规律可得此时两杆电动势 E 1=Blv 1=  Blv
0
E 2=Blv 2=  Blv
0
根据闭合回路欧姆定律，回路电路为 
I= 
根据安培力性质，两杆所受安培力大小为 F=BIl=  (2分)
根据牛顿第二定律，两杆加速度大小分别为 a 1=  =
 ，a
2=
 =
 (2分)
(2)由于两杆的动能通过电磁感应转化为电能且由焦耳热方式放出，根据能量守恒，电路放出内能 Q=  =
 (2分)
因为两杆电流在任意时刻都相等，所以两杆发热量与电阻成正比，两杆分别产生热量 Q 1=  =
Q 2=  =
 (1分)
(3)由安培力性质，杆受到的安培力 F=BIl 在一段很短的时间Δt内，由于电流可看做稳定，安培力产生冲量 Δτ="FΔt=BlΔq " (2分) 其中Δq为时间Δt内通过电路的电量，因为B、l都不变，所以即使在较长时间内此式结果仍成立。 又根据动量定理，a杆受到的安培力冲量大小为 τ=mv 0-mv 1= 
所以通过a杆的总电量 q=  =
 (1分)
由法拉第电磁感应定律，电路中的总电动势 E= 
其中ΔS为电路面积的变化量，Δt为一段很短的时间 由闭合回路欧姆定律，电路中电流 I= 
由电流与电量关系 Δq=IΔt 根据以上三式可得 Δq=  (2分)
因为B、r都不变，所以此式在一段较长时间内仍成立，因此电路面积增加量为 S= 
两杆间距增加 x=  (1分)
|
参考解析：
略
【简答题】
[2/954]如图所示，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，...
参考答案：
| 解：(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I，有 Iab＝  ①Idc＝  ②金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mg＝B2IabL2＋B2IdcL2 ③ 由①～③，解得I＝  ④(2)由(1)可得I＝  ⑤设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有E＝B1L1v ⑥ 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R＝  r ⑦根据闭合电路欧姆定律，有I＝  ⑧ 由⑤～⑧，解得v＝  ⑨ |
参考解析：
无
【简答题】
[3/954]2008北京奥运会上100 m赛跑跑道两侧设有跟踪仪，其原理如图所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为 L="0.5" m，一端通过导...
参考答案：
|
BCD
|
参考解析：
由图象可知选项A错误，C正确
；由
及
可得：
，从图象上分别读出两组
数据代入上式即可求得
B＝1T，
=0.4，所以BD正确。
；由
及
可得：
，从图象上分别读出两组
数据代入上式即可求得
B＝1T，
=0.4，所以BD正确。
【简答题】
[4/954]如图所示，两根平行放置的竖直导电轨道处于匀强磁场中，轨道平面与磁场方向垂直。当接在轨道间的开关S断开时，让一根金属杆沿轨道下滑（下滑中金属杆始终与轨道...
参考答案：
| D |
参考解析：
无
【简答题】
[5/954]如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属...
参考答案：
|
CD
|
参考解析：
随着ab运动速度的增大，安培力增大，由F-BIL=ma可知加速度减小，A错；如果导体棒速度增大，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能与动能变化量之和，B错；当ab做匀速运动时，由动能定理可知外力F做功的功率等于电路中的电功率，C对；同理由功能关系可知无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，D对，故选CD
点评：本题难度较小，巧妙应用动能定理和功能关系，克服安培力做了多少功就有多少电能产生
【简答题】
[6/954]如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分...
参考答案：
|
(1) I=1A 电流方向由d至c (2) F=0.2N (3) v="2m/s"
|
参考解析：
（1）金属棒cd在安培力和重力导轨支持力作用下静止，正交分解后平行导轨方向有F
=mgsin30°金属棒cd受到的安培力F
=BIL
代入数据，解得I=1A
根据楞次定律可知，金属棒 cd中的电流方向由d至c
（2）金属棒ab与cd受到的安培力大小相等：F
=F
对金属棒ab，由共点力平衡有F=mgsin30°+F
代入数据解得F=0.2N
（3）金属棒发热功率P=I 2R
金属棒ab匀速运动的速度大小为v时，其产生的感应电动势E=BLv
由闭合电路欧姆定律知I=
代入数据解得v=2m/s
【简答题】
[7/954]如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为...
参考答案：
解：（1）物体m自由下落与金属条碰撞的速度为 设物体m落到金属条2m上，金属条立即与物体有相同的速度v开始下落，由m和2m组成的系统相碰过程动量守恒  则  此时金属条以速度v向下滑动，切割磁感线，则金属条所受安培力为  对于金属条和物体组成的整体，由牛顿第二定律可得  联立解得金属条开始运动时的加速度为  （2）金属条和物体以速度vm做匀速运动，此时金属条和物体受力平衡，则有   下落h的过程中，由能量守恒得  联立解得  |
参考解析：
无
【简答题】
[8/954]如图所示，半径为 r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置，导轨端口所在平面刚好水平。在轨道左上方端口M、N 间接有阻值为R 的小电珠，整个轨道处...
参考答案：
|
（1）
 ，方向水平向左（2）小电珠上产生的热量
|
参考解析：
（1）根据右手定则可判电流方向，再根据左手定则判断安培力的方向，对棒受力分析．
（2）根据能量守恒计算：金属棒减少的重力势能转换为电路的电能和金属棒的动能．
解：（1）由右手定则可判：电流方向由N到M，由左手定则可知ab棒收到的安培力F，方向水平向左
在最低点ab棒切割磁力线产生的电动势为：E=BLv…①
由闭合电路欧姆定律得：
…②
由F=BIL，联立①②可得
.
（2）在ab棒下滑的过程中设小灯泡上产生的热量为Q，则整个电路上产生的热量为2Q，
由能量守恒定律得：
.
解得：
.
【简答题】
[9/954]（12分）．如图所示，水平面上有一个动力小车，在动力小车上竖直固定着一个长度L 1、宽度L 2的矩形线圈，线圈匝线为n，总电阻为R，小车和线圈的总质量...
参考答案：
|
（1）
 ，
 ；
（2） 
（3）  ，（
 ）
|
参考解析：
（1）线圈全部进入磁场时速度：
最大电动势：
最大电流为：
导线横截面的电量：
（2）设进入和离开磁场过程中，线圈产生的焦耳热分别为
，则在整个过程中，
牵引力的总功：
，
；将
代入
得：
解得：
（3）①小车进入磁场阶段做匀加速运动：
，
，
由
得:
，（
）
②小车完全在磁场中运动：
，(
)
③小车匀速穿出磁场的过程：
得：
，（
）。
【简答题】
[10/954]如图，在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD。导轨间距为L，电阻不计。一根电阻不计的金属棒 【图片】可在导轨上 【图片】无摩擦地滑动。棒与导轨垂直，并接...
参考答案：
|
棒匀速向左运动
 ，感应电流为顺时针方向，电容器上板带正电。
∵微粒受力平衡，电场力方向向上，场强方向向下 ∴微粒带负电 
由以上各式求出 
|
参考解析：
略
