电磁感应单棒模型

1、电磁感应单棒模型一个闭合回路由两部分组成,如图所示,右侧是电阻为r的圆形导线,置于竖直方向均匀变化的磁场B1中;左侧是光滑的倾角为的平行导轨,宽度为d,其电阻不计。磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上,且只分布在左侧,一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上,分析下述判断正确的是 ()A.圆形导线中的磁场,可以方向向上均匀增强,也可以方向向下均匀减弱B.导体棒ab受到的安培力大小为mgsinC.回路中的感应电流为mgsinB2dD.圆形导线中的电热功率为m2g2sin2B22d2(r+R)1如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨

2、宽度为L。QM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为m，电阻为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行，最后停在导轨上。由以上条件，在此过程中可求出的物理量有（ ）A电阻R上产生的焦耳热 B通过电阻R的总电荷量Cab棒运动的位移 Dab棒运动的时间Rv0abPQNM5.（09西城0模）如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成夹角。在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其它电阻。导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab上升的最大高度为h。在两次运动过程中ab都

3、与导轨保持垂直， 且初速度都相等。关于上述情景，下列说法正确的是A两次上升的最大高度相比较为H hB有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功C有磁场时，电阻R产生的焦耳热为D有磁场时，ab上升过程的最小加速度为gsin.如图所示，光滑的U型金属导轨PQMN水平地固定在竖直向上的匀强磁场中磁感应强度为B，导轨的宽度为L，其长度足够长，QM之间接有一个阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为m，电阻也为R的金属棒ab，恰能放在导轨之上并与导轨接触良好。当给棒施加一个水平向右的冲量，棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行。求：（1）开始运动时，棒中的瞬间电流i和棒两端的瞬间电压u分别为多大？（2

4、）当棒的速度由v0减小到v0的过程中，棒中产生的焦耳热Q是多少？棒向右滑行的位移x有多大？i= Lv0B/2R；u=Lv0B；Q=mv02；x= (2012天津高考)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5m,左端接有阻值R=0.3的电阻。一质量m=0.1kg,电阻r=0.1的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q2=21。导轨足够长且电阻不

5、计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;(3)外力做的功WF。 (1)4.5C(2)1.8 J(3)5.4 J9.（09石1）如图所示，AB和CD是两根特制的、完全相同的电阻丝导轨，固定在绝缘的竖直墙壁上，上端用电阻不计的导线相连接，两电阻丝导轨相距为L，一根质量为m、电阻不计的金属棒跨接在AC间，并处于x轴原点，与电阻丝导轨接触良好，且无摩擦，空间有垂直墙面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。放开金属棒，它将加速下滑。xOABDC （1）试证明，若棒下滑时作匀加速运动，则必须满足的条件是

6、每根导轨的电阻值应跟位移x的平方根成正比，即（k为比例常量）（2）若棒作匀加速运动，B=1T，L=1m，kg，m-1/2，求： 棒的加速度a， 棒下落1m过程中，通过棒的电荷量q， 棒下落1m过程中，电阻上产生的总热量Q（1）8分， （2） 2分， a=5m/s2 6分，=4分 =11（12年西城一模）如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上。以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B(t)，

7、如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B(x)，如图3所示；磁场B(t)和B(x)的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B(x)区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；（3）如果根据已知条件，

8、金属棒滑行到x=x1位置时停下来，a. 求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；b. 通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。abB(t)B(x)LL图1tt0B0OB(t)图2图3xx0B0OB(x)Ox，金属棒刚进入水平轨道时，感应电流最大。（乙）Ft0F0F0MNBFabcd（甲）（08朝阳）如图甲所示，空间存在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，ab、cd是相互平行的间距为l的长直导轨，它们处于同一水平面内，左端由金属丝bc相连，MN是跨接在导轨上质量为m的导体棒，已知MN与bc的总电阻为R，ab、cd的电阻不计。用水平向右的拉力使导体棒沿导轨做匀速运动，

9、并始终保持棒与导轨垂直且接触良好。图乙是棒所受拉力和安培力与时间关系的图象，已知重力加速度为g。（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数；（2）已知导体棒发生位移s的过程中bc边上产生的焦耳热为Q，求导体棒的电阻值；（丙）Ft0F0 F0-F0 （3）在导体棒发生位移s后轨道变为光滑轨道，此后水平拉力的大小仍保持不变，图丙中、是两位同学画出的导体棒所受安培力随时间变化的图线。判断他们画的是否正确，若正确请说明理由；若都不正确，请你在图中定性画出你认为正确的图线，并说明理由。（要求：说理过程写出必要的数学表达式）（1）4分， （2）7分， （3）7分，都不正确（2分）MBONPQv如图所示，两根完全相

10、同的光滑金属导轨OP、OQ固定在水平桌面上，导轨间的夹角为74，导轨单位长度的电阻为r00.10/m。导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间变化，磁场的磁感应强度与时间t的关系为B，其中比例系数k2Ts。将电阻不计的金属杆MN放置在水平桌面上，在外力作用下，t0时刻金属杆以恒定速度v2m/s从O点开始向右滑动。在滑动过程中保持MN垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良好。（已知导轨和金属杆均足够长，sin370.6，cos370.8）求:在t=6.0s时,回路中的感应电动势的大小;在t=6.0s时,金属杆MN所受安培力的大小;在t6.0s时,外力对金属杆MN所做功的功率。1 10分， R0.5t 3分，I （3）7分，P外=24W如图所示，de和fg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨，导轨间距 离为L、电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E、内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒以ab水平放置于导轨下端e、g处，并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路，整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外