江苏省黄埭中学高三物理一轮学案59 电磁感应7 2页

电磁感应7‎ ‎【课堂作业】1、如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L＝1 m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接R＝1.5 Ω的电阻．质量为m＝0.2 kg、阻值r＝0.5 Ω的金属棒ab放在两导轨上，与导轨垂直并接触良好，距离导轨最上端d＝4 m，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向上．‎ ‎(1) 若磁感应强度B＝0.5 T，将金属棒释放，求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压；‎ ‎(2) 若磁感应强度的大小与时间成正比，在外力作用下ab棒保持静止，当t＝2 s时外力恰好为零．求ab棒的热功率；‎ ‎2、如图，两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=‎1.0m，导轨平面与水平面的夹角α=30°，下端用导线连接R=0.40Ω的电阻，导轨电阻不计．PQGH范围内存在方向垂直导轨平面的磁场，磁场的宽度d=0.40m，边界PQ、HG均与导轨垂直．质量m=‎0.10kg、电阻r=0.10Ω的金属棒MN垂直放置在导轨上，且两端始终与导轨电接触良好，从与磁场上边界GH距离也为d的位置由静止释放，取g=‎10m/s2．‎ A C P Q G H M N E D B d α d R ‎（1）若PQGH范围内存在着磁感应强度随高度变化的磁场（在同一水平线上各处磁感应强度相同），金属棒进入磁场后，以a=‎2.5 m/s2的加速度做匀加速运动，求磁场上边缘（紧靠GH）的磁感应强度；‎ ‎（2）在（1）的情况下，金属棒在磁场区域运动的过程中，电阻R上产生的热量是多少？‎ ‎（3）若PQGH范围内存在着磁感应强度B=0.50T的匀强磁场，金属棒在磁场中运动过程受到F＝(0.75v-0.5)N（v为金属棒运动速度）沿导轨向下的力作用，求金属棒离开磁场时的速度．‎ ‎3、如图所示，光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd，线框质量为m，电阻为R，边长为L．有一方向竖直向下的有界磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场区宽度大于L，左边界与ab边平行．线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区．‎ ‎（1）若线框以速度v匀速穿过磁场区，求线框在离开磁场时ab两点间的电势差；‎ ‎（2）若线框从静止开始以恒定的加速度a运动，经过t1时间ab边开始进入磁场，求cd边将要进入磁场时刻回路的电功率；‎ a b c d B ‎（3）若线框以初速度v0进入磁场，且拉力的功率恒为P0．经过时间T，cd边进入磁场，此过程中回路产生的电热为Q．后来ab边刚穿出磁场时，线框速度也为v0，求线框穿过磁场所用的时间t．‎ ‎ ‎ ‎4、如图所示，一根质量为m的金属棒MN水平放置在两根竖直的光滑平行金属导轨上，并始终与导轨保持良好接触，导轨间距为L，导轨下端接一阻值为R的电阻，其余电阻不计．在空间内有垂直于导轨平面的磁场，磁感应强度大小只随竖直方向y变化，变化规律B＝ky，k为大于零的常数．质量为M＝4m的物体静止在倾角θ＝30°的光滑斜面上，并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细绳与金属棒相连接．当金属棒沿y轴方向从y＝0位置由静止开始向上运动h时，加速度恰好为0.不计空气阻力，斜面和磁场区域足够大，重力加速度为g.求：‎ ‎(1) 金属棒上升h时的速度；‎ ‎(2) 金属棒上升h的过程中，电阻R上产生的热量；‎ ‎(3) 金属棒上升h的过程中，通过金属棒横截面的电量．‎