计算题法拉第电磁感应定律及其应用专题训练Word格式文档下载.doc

1、（3）求金属杆ab自静止开始下滑通过位移x=1m所需的时间t.3.如图，两根相距l0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R0.15的电阻相连。导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k0.5T/m，x0处磁场的磁感应强度B00.5T。一根质量m0.1kg、电阻r0.05的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x0处以初速度v02m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：（1）电路中的电流；（2）金属棒在x2m处的速度；（3）金属棒从x0运动到x2m过程中安培力做功的大小；（4）金属棒从x0运动到x2m过程中外力的平均功

2、率4.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，面积S=200cm2，电阻r=1，在线圈外接一个阻值R=4的电阻，电阻的一端b与地相接，把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示试问（1）04s内，回路中的感应电动势；（2）从计时起，t=3s时刻穿过线圈的磁通量为多少？（3）a点的最高电势和最低电势各为多少？5.如图所示，竖直平面内有无限长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L=0.5m，上方连接一个阻值R=1的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度B=2T的匀强磁场完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻

3、均为r=0.5将金属杆1固定在磁场的上边缘（仍在此磁场内），金属杆2从磁场边界上方h0=0.8m处由静止释放，进入磁场后恰作匀速运动（g取10m/s2）求：（1）金属杆的质量m为多大？（2）若金属杆2从磁场边界上方h1=0.2m处由静止释放，进入磁场经过一段时间后开始匀速运动在此过程中整个回路产生了1.4J的电热，则此过程中流过电阻R的电量q为多少？（3）金属杆2仍然从离开磁场边界h1=0.2m处由静止释放，在金属杆2进入磁场的同时由静止释放金属杆1，两金属杆运动了一段时间后均达到稳定状态，试求两根金属杆各自的最大速度 6.如图所示，两根等高光滑的四分之一圆弧轨道，半径为r，间距为L，轨道电阻

4、不计，在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，现有一根长度稍大于L，电阻为，质量为m的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以速度向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，求：（1）初始时刻cd两端的电压；（2）在该过程中R上产生的热量；（3）拉力做的功。7.一个200匝、面积20 cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成30角，磁感强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T，在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是_，磁通量的平均变化率是_，线圈中感应电动势的大小是_8.如图所示P、Q为光滑的平行金属导轨（其电阻可忽略不计），导轨间距为

5、0.5m。已知垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B1T，R12.5，R2R38，通过电路的电流方向如图所示，导体棒ab的电阻为0.5。当导体棒沿导轨P、Q以某一速度运动时，R2消耗的功率为0.5W。（1）流过R2的电流强度；（2）导体棒的运动方向；（3）导体棒的速度大小。9.如图所示，光滑的金属导轨间距为L，导轨平面与水平面成角，轨道下端接有阻值为R的电阻，质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上，弹簧劲度系数为k，上端固定，弹簧与导轨平面平行，整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为，现给杆一沿导轨向下的初速度，杆向下运动至速度为零后，再沿导轨平面向上运动达最大

6、速度，然后减速为零，再沿导轨平面向下运动，一直往复运动到静止（金属细杆的电阻为r，导轨电阻忽略不计），试求：（1）细杆获得初速度的瞬间，通过R的电流大小；（2）当杆速度为时，离最初静止位置的距离；（3）杆由开始运动直到最后静止，电阻R上产生的焦耳热Q。10.如图所示，两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为30的固定斜面上，导轨下端接有定值电阻R10，导轨自身电阻忽略不计。导轨置于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.5T。将一根质量为m0.1kg、电阻可不计的金属棒ab在导轨上方某处由静止释放，金属棒沿导轨下滑（金属棒ab与导轨间的摩擦不计）。设导轨足够长，导轨宽度L2m，金属棒ab下滑过程

7、中始终与导轨接触良好，当金属棒沿导轨下滑的高度h3m时，速度恰好达到最大值。此过程中（g10m/s2），求：（1）金属棒ab达到的最大速度vm ；（2）该过程通过电阻R的电量q；（3）该过程中电阻产生的热量Q.11.轻质细线吊着一质量为m0.32 kg、边长为L0.8 m、匝数n10的正方形线圈，总电阻为r1 .。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从t0开始经t0时间细线开始松弛，取g10 m/s2. 求：（1）在前t0时间内线圈中产生的感应电动势；（2）在前t0时间内线圈的电功率；（3）t0的值12.如图所示，固定的水

8、平光滑金属导轨，间距为L=0.5 m，左端接有阻值为R=0.8 的电阻，处在方向竖直向下，磁感应强度为B=1 T的匀强磁场中，质量为m=0.1kg的导体棒与固定弹簧相连，导体棒的电阻为r=0.2 ，导轨的电阻可忽略不计.初时刻，弹簧恰好处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0=4 m/s .导体棒第一次速度为零时，弹簧的弹性势能Ep=0.5 J.导体棒在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触.求：（1）初始时刻导体棒受到的安培力的大小和方向；（2）导体棒从初始时刻到速度第一次为零的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q .13.如图所示，两根足够长、电阻不计且相距L0.2 m的平行金属导轨固定在倾

9、角37的绝缘斜面上，顶端接有一个额定电压U4 V的小灯泡，两导轨间有一磁感应强度大小B5 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场。今将一根长为2L、质量m0.2 kg、电阻r1.0 的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数0.25，已知金属棒下滑到速度稳定时，小灯泡恰能正常发光，重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8求：（1） 金属棒刚开始运动时的加速度大小。（2）金属棒稳定下滑时的速度大小。14.如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数N100，ab边长L11.0m、bc

10、边长L20.5m，线圈的电阻r2磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。（1）3 s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向。（2）在15 s内通过线圈的电荷量q（3）在05 s内线圈产生的焦耳热Q15.如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，M O间接有阻值为R=0.5（的电阻，导轨相距为l=0.20m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B=0.50T，质量为m=0.1kg，电阻为r=0.5（的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN的恒力F=0.6N向右拉动CD.CD受恒定的摩擦阻力f =0.5N.求：（1）CD运动的最大速度是多少？（

11、2）当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？（3）当CD的速度是最大速度的1/4时，CD的加速度是多少？16.单匝正方形线框abcd，在外力作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域；线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界已知线框的四个边的电阻值相等，均为R求：（1）在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小；（2）在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压；（3）在线框被拉入磁场的整个过程中，线框中电流产生的热量。17.如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨AB、CD与水平面成角放置，两导轨间距为L，A、C两点间接有

12、阻值为R的定值电阻。一根质量为m、长也为L的均匀直金属杆ef放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，金属杆ef的电阻为r，其余部分电阻不计。现让ef杆由静止开始沿导轨下滑。（1）求ef杆下滑的最大速度vm。（2）已知ef杆由静止释放至达到最大速度的过程中，ef杆沿导轨下滑的距离为x，求此过程中定值电阻R产生的焦耳热Q和在该过程中通过定值电阻R的电荷量q。18.截面积为02m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，如图所示，磁感应强度正按0.02T/s的规律均匀减小，开始时S未闭合。R14，R2

13、=6，C=30F，线圈内阻不计。（1）S闭合后，通过R2的电流大小；（2）S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是多少？19.图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R2的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，解答以下问题。（1）若施加的水平外力恒为F8N，则金属棒达到的稳定速度1是多少？（2）若施加的水平外力的功率恒为P18W，则金属棒达到的稳定速度2是多少？（3）若施加的水平外力的功率恒为P18W，则从金属棒开始运动到速度v32ms的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程中所需的时间是多少？参考答案1、【答案】（1）12W （2）1C （3）0.4J【解析】试题分析：（1）灯泡保持正常发光时，金属杆做匀速运动则有： （1分）解得灯泡正常发光时的电流： 代入数据解得： （1分）那么灯泡的额