1、1、如圖(a)兩相距L=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上，導(dǎo)軌左端與阻值R=2Q的電阻連接，導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量n=0.2kg的金屬桿垂直于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略，桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并始終與導(dǎo)軌垂直，其v-t圖像如圖(b)所示，在15s時(shí)撤去拉力，同時(shí)使磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，從而保持桿中電流為0,求：(1) 金屬桿所受拉力的大小為F;(2) 0-15S勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為'-；(3) 15-20S內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律。L=0.2m，長(zhǎng)為2d，d=0.5m，上半段 d導(dǎo)軌光滑,2、如圖所示，在勻強(qiáng)磁

2、場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為=30 ° 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5T,方下半段d導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因素為卩=，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為e向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m=0.2kg的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在粗糙的下半段一直做勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R=3Q，導(dǎo)體棒的電阻為r=1 Q,其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度取g=10m/s2，求:(1 )導(dǎo)體棒到達(dá)軌道底端時(shí)的速度大小；(2)導(dǎo)體棒進(jìn)入粗糙軌道前，通過(guò)電阻R上的電量q ;(3 )整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻 R產(chǎn)生的焦耳熱 Q.3、如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1 =

3、 1m,導(dǎo)軌平面與水平面成0 = 30 角，上端連接阻值 R= 1. 5 Q的電阻；質(zhì)量為 m= 0 2kg、阻值r = 0. 5Q的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)?=4m,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大 小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。為保持ab棒靜止，在棒上施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F, g=10m/s 2求：(1 )當(dāng)t = 2s時(shí)，外力F1的大小;(2)當(dāng)t = 3s前的瞬間，外力 F2的大小和方向;(3)請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)岀前 4s外力F隨時(shí)間變化的圖像(規(guī)定 F方向沿斜面向上為正)；4、如圖33 - 11甲所示

4、，一足夠長(zhǎng)阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN PQ之間的距離L = 1.0 m1.0 Q的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角m= 0.20 kg、阻值r = 0.50 Q的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量 相連細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖33- 112在00.3 s 內(nèi)通過(guò)的電量是 0.30.6 s 內(nèi)通過(guò)電量的 ,g = 10 m/s 2，求：NQ兩端連接阻值R=0 = 30° . 一質(zhì)量M= 0.60 kg 的重物P乙所示，已知金屬棒圖 33 - 11(1) 00.3 s內(nèi)棒通過(guò)

5、的位移; 金屬棒在00.6 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量.5、如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d = 0.5 m,電阻不計(jì)，左端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R = 2 W的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R. = 4 W的小燈泡L連接在 CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)1=2m,有一阻值r =2 W的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界 CD處.CDEF區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖 22乙所示在t = 0至t = 4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t = 4s時(shí)使金屬棒 PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng).已知從t = 0開(kāi)始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)

6、生變化，求：(1) 通過(guò)小燈泡的電流.(2) 金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小.圖甲20參考答案50-(-15)(£-25)一、計(jì)算題1、( 1) 0.24N ; ( 2) 0.4 T;( 3) 由關(guān)系團(tuán)可知在O-lOs吋間段桿尚未進(jìn)入嵌場(chǎng)，因此由圖可知如7斗翻同理可知在15-2OS時(shí)間段桿僅有摩攜力作用F運(yùn)動(dòng)'/jjngfnai由團(tuán)可知Jg得 Z24N,(2) 在10 15s時(shí)間段桿在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，因此有以 F=0.24N ,卩 mg=0.16N 代入解得 B0=0.4T(3)由題意可知在1520s時(shí)間段通過(guò)回路的磁通量不變，設(shè)桿在15 20s內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離為 d，15

7、s后運(yùn)動(dòng)的距離為 xB(t)L(d+x)= BLd其中d=20m2x=4(t-15)-0.4( t -15)B.d _20T由此可得+50-(£-15)$-25)2、考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.專題：電磁感應(yīng)功能冋題.分析：(1) 研究導(dǎo)體棒在粗糙軌道上勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，受力平衡，根據(jù)平衡條件即可求解速度大小.(2 )進(jìn)入粗糙導(dǎo)軌前，由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電量公式結(jié)合求解電量.Q.(3) 導(dǎo)體棒在滑動(dòng)時(shí)摩擦生熱為Qf=2卩mgdcos 0，再根據(jù)能量守恒定律求解電阻產(chǎn)生的焦耳熱解答: 解：(1)導(dǎo)體棒在粗糙軌道上受力平衡:由 mgs in 0 =卩

8、 mgcos 0 +BIL得：l=0.5A 由 BLv=I (R+r)代入數(shù)據(jù)得：v=2m/s(2 )進(jìn)入粗糙導(dǎo)軌前，導(dǎo)體棒中的平均電動(dòng)勢(shì)為:E EL4導(dǎo)體棒中的平均電流為：=-=L BLd所以，通過(guò)導(dǎo)體棒的電量為：q=A t=' =0.125C(3) 由能量守恒定律得：2mgdsin 0 =Q電+卩mgdcos 0 +mv得回路中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q電=0.35JR所以，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為：Q-Q電=0.2625J答：(1)導(dǎo)體棒到達(dá)軌道底端時(shí)的速度大小是2m/s ;(2) 導(dǎo)體棒進(jìn)入粗糙軌道前，通過(guò)電阻R上的電量q是0.35C ;(3) 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱 Q是0

9、.2625J .點(diǎn)評(píng):本題實(shí)質(zhì)是力學(xué)的共點(diǎn)力平衡與電磁感應(yīng)的綜合，都要求正確分析受力情況，運(yùn)用平衡條件列方程，關(guān)鍵要正確推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，分析出能量是怎樣轉(zhuǎn)化的.3、【知識(shí)點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；閉合電路的歐姆定律；法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.J2 L2 L33)如圖所示.解析:1)當(dāng)t=2s時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電【答案解析】(1) 0;( 2) 0.5N，方向沿斜面向下; 動(dòng)勢(shì)為：E=B2hT,應(yīng)電流為:=厶厶= lx4x:K=L4根據(jù)楞次定律判斷可知，ab所受的安培力沿軌道向上；ab棒保持靜止，受力平衡，設(shè)外力沿軌道向上，則由平衡條件有：mgsin30 &

10、#176; -B2IL 1-F 1=0可解得：Fi=mgsin30 ° -B2IL 1=0.2 x 10x sin30 ° -1 x 1 x 仁0(2) 當(dāng)t=3s前的瞬間，由圖可知，B=1.5T，設(shè)此時(shí)外力沿軌道向上，則根據(jù)平衡條件得：F2+B3IL 1-mg sin30 ° =0則得：F2=mg sin30 ° -B3IL 1=0.2 x 10 x sin30 ° -1.5 x 1x 1=-0.5N，負(fù)號(hào)說(shuō)明外力沿斜面向下.(3) 規(guī)定F方向沿斜面向上為正，在0-3s內(nèi)，根據(jù)平衡條件有：mgsin30 ° -BIL 1-F=0 而

11、 B=0.5t (T)則得：F=mgsin30 ° -BIL 1=0.2 x 10x sin30 ° -0.5T x 1 x 1=1-0.5T( N)當(dāng)t=0時(shí)刻，F(xiàn)=1N.在3-4s內(nèi)，B不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，ab不受安培力，則由平衡條件得：F=mgsin30 ° =0.2x 10 x sin30 ° N=1N畫(huà)岀前4s外力F隨時(shí)間變化的圖象如圖所示.F1(NJ! u E )0051 XJ【思路點(diǎn)撥】(1)由圖知，0-3s時(shí)間內(nèi)，B均勻增大，回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁 感應(yīng)定律和歐姆定律求岀感應(yīng)電流，由平衡條件求解t=2s時(shí)

12、，外力F1的大小.(2)與上題用同樣的方法求岀外力F2的大小和方向.(3)由B-t圖象得到B與t的關(guān)系式，根據(jù)平衡條件得到外力F與t的關(guān)系式，再作岀圖象解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、平衡條件、安培力公式和能量守恒定律等等電磁學(xué)和力學(xué)規(guī)律，得到解析式,再畫(huà)圖象是常用的思路，要多做相關(guān)的訓(xùn)練.4、解析：(1)金屬棒在0.30.6 s內(nèi)通過(guò)的電量是 q1 = I 1t1 =金屬棒在00.3 s內(nèi)通過(guò)的電量q2=二"=12由題知q1 =q2，代入解得 X2= 0.3 m. 金屬棒在00.6 s內(nèi)通過(guò)的總位移為x= X1 + X2 = vt 1 + X2，代入解得 x= 0.75 m£根據(jù)能量守恒定律Mgx- mgxsin 0 - Q=( M+ n) v2代入解得Q= 2.85 J由于金屬棒與電阻 R串聯(lián)，電流相等，根據(jù)焦耳定律 Q= l2Rt，得到它們產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,0.6 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量 Q =5. Q= 1.9 J.答案：(1)0.3 m (2)1.9 J5、【解析】(1 )在t = 0至t = 4s內(nèi)，金屬棒 PQ保持靜止，磁場(chǎng)變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感