幾個典型的電磁感應題目

2023-01-07 17:36:07 字數 1901 閱讀 1255

1、如圖1所示,勻強磁場的磁感應強度b為0.5t,其方向垂直於傾角θ為300的斜面向上。絕緣斜面上固定有「λ」形狀的光滑金屬導軌mpn(電阻忽略不計),mp和np長度均為2.

5m。mn連線水平。長為3m。

以mn的中點o為原點、op為x軸建立一座標係ox。一根粗細均勻的金屬桿cd,長度d為3m,質量m為1kg,電阻r為0.3ω,在拉力f的作用下,從mn處以恆定的速度v=1m/s在導軌上沿x軸正向運動(金屬桿與導軌接觸良好)。

g取10m/s2。

(1)求金屬桿cd運動過程中產生的感應電動勢e及運動到x=0.8m電勢差ucd;

(2)推導金屬桿cd從mn處運動到p點過程中拉力f與位置座標x的關係式,並在圖2中畫出f-x關係圖象;

(3)求金屬桿cd從mn處運動到p點的全過程產生的焦耳熱。

2、如圖,某一新型發電裝置的發電管是橫截面為矩形的水平管道,管道的長為l、寬度為d、高為h,上下兩面是絕緣板,前後兩側面m、n是電阻可忽略的導體板,兩導體板與開關s和定值電阻r相連。整個管道置於磁感應強度大小為b,學科網方向沿z軸正方向的勻強磁場中。管道內始終充滿電阻率為ρ的導電液體(有大量的正、負離子),且開關閉合前後,液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下,均以恆定速率v0沿x軸正向流動,液體所受的摩擦阻力不變。

(1)求開關閉合前,m、n兩板間的電勢差大小u0;

(2)求開關閉合前後,管道兩端壓強差的變化δp;

(3)調整矩形管道的寬和高,但保持其它量和矩形管道的橫截面s=dh不變,求電阻r可獲得的最大功率pm及相應的寬高比d/h的值。

3、如圖(a),兩相距l=0.5m的平行金屬導軌固定於水平面上,導軌左端與阻值r=2ω的電阻連線,導軌間虛線右側存在垂直導軌平面的勻強磁場。質量m=0.

2kg的金屬桿垂直置於導軌上,與導軌接觸良好,導軌與金屬桿的電阻可忽略。杆在水平向右的恆定拉力作用下由靜止開始運動,並始終與導軌垂直,其v–t影象如圖(b)所示。在15s時撤去拉力,同時使磁場隨時間變化,從而保持桿中電流為0。

求:(1)金屬桿所受拉力的大小f;

(2)0–15s內勻強磁場的磁感應強度大小b0;

(3)15–20s內磁感應強度隨時間的變化規律。

4.如圖所示,光滑的定滑輪上繞有輕質柔軟細線,線的一端系一質量為3m的重物,另一端系一質量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內有間距為l的足夠長的平行金屬導軌pq、ef,在qf之間連線有阻值為r的電阻,其餘電阻不計,磁感應強度為b0的勻強磁場與導軌平面垂直,開始時金屬桿置於導軌下端qf處,將重物由靜止釋放,當重物下降h時恰好達到穩定速度而勻速下降。

運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好,(忽略所有摩擦,重力加速度為g),求:

(1)電阻r中的感應電流方向;

(2)重物勻速下降的速度v;

(3)重物從釋放到下降h的過程中,電阻r中產生的焦耳熱qr;

(4)若將重物下降h時的時刻記作t=0,速度記為v0,從此時刻

起,磁感應強度逐漸減小,若此後金屬桿中恰好不產生感應電流,則磁感應強度b怎樣隨時間t變化(寫出b與t的關係式)

5、如圖13所示,光滑、足夠長、不計電阻、軌道間距為l的平行金屬導軌mn、pq,水平放在豎直向下的磁感應強度不同的兩個相鄰的勻強磁場中,左半部分為ι勻強磁場區,磁感應強度為b1;右半部分為ⅱ勻強磁場區,磁感應強度為b2,且b1=2b2。在ι勻強磁場區的左邊界垂直於導軌放置一質量為m、電阻為r1的金屬棒a,在ι勻強磁場區的某一位置,垂直於導軌放置另一質量也為m、電阻為r2的金屬棒b。開始時b靜止,給a乙個向右衝量i後a、b開始運動。

設運動過程中,兩金屬棒總是與導軌垂直。

(1)求金屬棒a受到衝量後的瞬間通過金屬導軌的感應電流;

(2)設金屬棒b在運動到ι勻強磁場區的右邊界前已經達到最大速度,求金屬棒b在ι勻強磁場區中的最大速度值;

(3)金屬棒b進入ⅱ勻強磁場區後,金屬棒b再次達到勻速運動狀態,設這時金屬棒a仍然在ι勻強磁場區中。求金屬棒b進入ⅱ勻強磁場區後的運動過程中金屬棒a、b中產生的總焦耳熱。

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