1、電磁感應專題二電磁感應專題二 例例1.如圖所示，固定在水平面上的間距為如圖所示，固定在水平面上的間距為l的平行光滑導的平行光滑導軌之間，接有阻值為軌之間，接有阻值為r的電阻（導軌電阻不計）。勻強磁的電阻（導軌電阻不計）。勻強磁場的磁感應強度為場的磁感應強度為b，方向垂直導軌平面向下。一根電阻，方向垂直導軌平面向下。一根電阻為為2r，質量為，質量為m的金屬桿的金屬桿ab垂直導軌放置。今對靜止的導垂直導軌放置。今對靜止的導體桿體桿ab施加一個水平向右的恒定外力施加一個水平向右的恒定外力f，問：，問： （1）桿）桿ab將做什么運動？將做什么運動？v-t圖像？圖像？ （2）回路的最大電功率；）回路的最

2、大電功率； （3）當桿達到穩定狀態時，）當桿達到穩定狀態時， ab兩點間的電勢差多大。兩點間的電勢差多大。例例2.如圖所示，如圖所示， ab與與cd是一對相互平行的導軌，與水平面是一對相互平行的導軌，與水平面成成角，上端連接一個定值電阻角，上端連接一個定值電阻r，在導軌上放一根金屬，在導軌上放一根金屬棒棒pq，棒與兩導軌垂直，質量為，棒與兩導軌垂直，質量為m，空間存在著方向垂，空間存在著方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小為直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小為b，從，從靜止釋放靜止釋放pq棒，它將沿導軌下滑，設導軌足夠長，并且棒，它將沿導軌下滑，設導軌足夠長，并且棒滑動過程

3、中與兩軌都接觸良好，并且棒與導軌的電阻都棒滑動過程中與兩軌都接觸良好，并且棒與導軌的電阻都可以忽略不計，棒與導軌的摩擦也不計，判斷可以忽略不計，棒與導軌的摩擦也不計，判斷pq棒全程棒全程的運動狀態。的運動狀態。lqpbradbc 練習練習1.均勻直導線均勻直導線ab,質量為質量為m,電阻為電阻為r,跨接在跨接在“n”形金屬形金屬架上架上,組成閉合電路組成閉合電路.框架兩豎直平行金屬導線相距為框架兩豎直平行金屬導線相距為l,位位于磁感應強度為于磁感應強度為b的水平勻強磁場中的水平勻強磁場中,框架電阻不計框架電阻不計,釋放釋放ab使之由靜止滑下使之由靜止滑下,若框架對導線若框架對導線ab的摩擦力為

4、的摩擦力為f,求求:ab下滑的下滑的最大速度最大速度. 例例3如圖所示，水平放置的兩平行導軌左側連接電阻，如圖所示，水平放置的兩平行導軌左側連接電阻，其它電阻不計其它電阻不計.導軌導軌mn放在導軌上，在水平恒力放在導軌上，在水平恒力f的作用的作用下，沿導軌向右運動，并將穿過方向豎直向下的有界勻強下，沿導軌向右運動，并將穿過方向豎直向下的有界勻強磁場，磁場邊界磁場，磁場邊界pq與與mn平行，從平行，從mn進入磁場開始計時，進入磁場開始計時，通過通過mn的感應電流的感應電流i隨時間隨時間t的變化可能是下圖中的的變化可能是下圖中的例例4(2001年全國年全國)如圖甲所示一對平行光滑軌道放置如圖甲所示

5、一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距在水平面上，兩軌道間距l=0.20 m。電。電r=l.0；有一導；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直。桿及軌道的電阻體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直。桿及軌道的電阻均可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度均可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度b=0.5 t的勻強的勻強磁場中磁場方向垂直軌道面下現用一外力磁場中磁場方向垂直軌道面下現用一外力f沿軌道方沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動測得力向拉桿，使之做勻加速運動測得力f與時間與時間t的關系如圖的關系如圖乙所示求桿的質量乙所示求桿的質量m和加速度和加速度a。練習練習3.練習練習4.（11四川）間距四川）間

6、距l=0.3 m的平行金屬導軌的平行金屬導軌a1b1c1和和a2b2c2分分別固定在兩個豎直面內。在水平面別固定在兩個豎直面內。在水平面a1b1a2b2區域內和傾角區域內和傾角=370的斜面的斜面c1b1b2c2區域內分別有磁感應強度區域內分別有磁感應強度b1=0.4 t、方向豎直向上和方向豎直向上和b2=1t、方向垂直于斜面向上的勻強磁場。、方向垂直于斜面向上的勻強磁場。電阻電阻r=0.3、質量、質量m1=0.1 kg、長為、長為l的相同導體桿的相同導體桿k,s、q分別放置在導軌上，分別放置在導軌上，s桿的兩端固定在桿的兩端固定在b1、b2點，點，k、q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一

7、端系于桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于k桿中桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質定滑輪自然下垂，繩上穿有點的輕繩平行于導軌繞過輕質定滑輪自然下垂，繩上穿有質量質量m2=0.05kg的小環。已知小環以的小環。已知小環以a=6 ms2的加速度沿的加速度沿繩下滑，繩下滑，k桿保持靜止，桿保持靜止，q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力力f作用下勻速運動。不計導軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸作用下勻速運動。不計導軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。求長。求: (1)小環所受摩擦力的大小小環所受摩擦力的大小;(2)q桿所受拉力的瞬時功率。桿所受拉力的瞬時功率。 例例2如圖所示，固定在水

8、平面上的間距為如圖所示，固定在水平面上的間距為l的平行光滑導的平行光滑導軌之間，接有阻值為軌之間，接有阻值為r的電阻（導軌電阻不計）。勻強磁的電阻（導軌電阻不計）。勻強磁場的磁感應強度為場的磁感應強度為b，方向垂直導軌平面向下。一根電阻，方向垂直導軌平面向下。一根電阻為為2r，質量為，質量為m，長為，長為2l的金屬桿的金屬桿ab垂直導軌放置，且垂直導軌放置，且桿中心在兩導軌正中間。今施加一水平向右的恒力桿中心在兩導軌正中間。今施加一水平向右的恒力f，使，使得導體桿得導體桿ab以水平向右的初速度以水平向右的初速度v0勻速前行，求：勻速前行，求： （1）恒力）恒力f的大小；的大小； （2）ab桿兩

9、端的電勢差；桿兩端的電勢差； （3）克服安培力做功的功率；）克服安培力做功的功率； （4）整個回路的電功率；）整個回路的電功率； （5）電阻）電阻r消耗的電功率。消耗的電功率。 例例3.如圖所示，圖中回路豎直放在勻強磁場中磁場的方向如圖所示，圖中回路豎直放在勻強磁場中磁場的方向垂直于回路平面向內。導線垂直于回路平面向內。導線ac可以貼著光滑豎直長導軌可以貼著光滑豎直長導軌下滑。設回路的總電阻恒定為下滑。設回路的總電阻恒定為r，當導線，當導線ac從靜止開始下從靜止開始下落后，下面有關回路能量轉化的敘述中正確的是（落后，下面有關回路能量轉化的敘述中正確的是（ ） a.導線下落過程中導線下落過程中,

10、機械能守恒；機械能守恒； b.導線加速下落過程中，導線減少的重力勢能全部轉化為導線加速下落過程中，導線減少的重力勢能全部轉化為回路產生的熱量；回路產生的熱量； c.導線加速下落過程中，導線減少的重力勢能全部轉化為導線加速下落過程中，導線減少的重力勢能全部轉化為導線增加的動能；導線增加的動能； d.導線加速下落過程中，導線減少的重力勢能轉化為導線導線加速下落過程中，導線減少的重力勢能轉化為導線增加的動能和回路增加的內能增加的動能和回路增加的內能racb 例例4兩根金屬導軌平行放置在傾角為兩根金屬導軌平行放置在傾角為=300的斜面上，導的斜面上，導軌左端接有電阻軌左端接有電阻r=10，導軌自身電阻

11、不計。勻強磁場垂，導軌自身電阻不計。勻強磁場垂直于斜面向上，磁感強度直于斜面向上，磁感強度b=0.5t。質量為。質量為m=0.1kg ，電阻，電阻r，=10的金屬棒的金屬棒ab靜止釋放，沿導軌下滑。如圖所示，靜止釋放，沿導軌下滑。如圖所示，設導軌足夠長，導軌寬度設導軌足夠長，導軌寬度l=2m，金屬棒，金屬棒ab下滑過程中始終下滑過程中始終與導軌接觸良好，當金屬棒下滑與導軌接觸良好，當金屬棒下滑h=3m時，速度恰好達到最時，速度恰好達到最大速度大速度2m/s，求此過程中電阻中產生的熱量？，求此過程中電阻中產生的熱量？ 練習如圖所示練習如圖所示,兩根光滑的金屬導軌兩根光滑的金屬導軌,平行放置在傾角

12、為平行放置在傾角為斜角上斜角上,導軌的左端接有電阻導軌的左端接有電阻r,導軌自身的電阻可忽路不計。導軌自身的電阻可忽路不計。斜面處在一勻強磁場中斜面處在一勻強磁場中,磁場方向垂直于斜面向上。質量為磁場方向垂直于斜面向上。質量為m,電阻可不計的金屬棒電阻可不計的金屬棒ab,在沿著斜面與棒垂直的恒力作用在沿著斜面與棒垂直的恒力作用下沿導軌勻速上滑下沿導軌勻速上滑,并上升并上升h高度高度,如圖所示。在過程中（如圖所示。在過程中（ ）a作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于零作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于零b作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于mgh與與電阻電阻r上發出的焦耳熱之和上發出的焦耳熱之和 c恒力恒力f與安培力的合力所作的功等于零與安培力的合力所作的功等于零 d恒力恒力f與重力的合力所作的功等于電阻與重力的合力所作的功等于電阻r上發出的焦耳上發出的焦耳熱熱 例例6如圖所示，固定在水平面上的間距為如圖所示，固定在水平面上的間距為l的平行光滑導的平行光滑導軌之間，接有阻值為軌之間，接有阻值為r的電阻（導軌電阻不計）。勻強磁的電阻（導軌電阻不計）。勻強磁場的磁感應強度為場的磁感應強度為b，方向垂直導軌平面向下。一根電阻，方向垂直導軌平面向下。一根電阻為為2r，質量為，質量為m的金屬