专题十四电磁感应中的电路问题

专题十四 电磁感应中的电路问题1.如图（a）所示的螺线管的匝数n=1500，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5，与螺线管串联的外电阻R1=10，R2=3.5若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b）所示的规律变化，计算R1上消耗的电功率 2.如图所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度为月的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的M与P两端连接阻值为R04的电阻，质量为m001 kg，电阻r03的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，不计导轨的电阻，g取10 ms2。时间t(s)00.10.20.30.40.50.60.7下滑距离s(m)00.10.30.71.42.12.83.5 (1)试画出金属棒ab在开始运动的0.7 s内的位移一时间图象 (2)金属棒ab在开始运动的0.7 s内电阻及上产生的热量(3)重力对金属棒做功的最大功率3半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环面垂直，其中a0.4m，b0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.（1）若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时，（如图），MN中的电动势和流过灯L1的电流.（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环以为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率.yy=0Bv4如图所示，沿竖直方向取一条y轴，y轴向下为正，虚直线表示y=0的水平面。磁场方向水平向里，磁感应强度B的大小只随y而变化，变化关系为By = B0 + ky（B0和k为已知常数，且k0，y0），一个质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属框，从y0的某处由静止开始沿竖直方向下落，下落速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。磁场足够大，金属框在整个下落过程都没有离开磁场，且金属框始终保持在的竖直平面内和不发生转动，求（1）金属框中的感应电流方向；（2）金属框的收尾速度的大小。ABOR2labc5.如图5所示，矩形裸导线框长边的长度为2L，短边的长度为L，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合，左边的坐标x=0, 线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的磁感应强度B 。一光滑导体棒AB与短边平行且接触良好，质量为m电阻为R。开始时导体棒静止于x0处，从t=0时刻起，导体棒AB在沿x轴正方向的拉力F（大小未知）作用下，以加速度a从x0处匀加速运动到x2L处。 求导体棒AB从x0运动到x2L过程中通过导体棒的电量。某同学的解题过程如下：oaAB回路的平均电动势 bcAB回路的平均电动势 导体棒AB上的平均电动势E=E1+E2 = 通过导体棒的电量 你认为以上分析是否正确，若正确简要说明理由，若不正确，请给出正确的解答。 推导出力F与时间t间的关系式，给出时间t的取值范围。 你能求出匀加速运动过程中拉力F的冲量吗？若能,请求出具体的结果（用给定的已知量表示） 6.如图所示，长平行导轨PQ、MN光滑，相距m，处在同一水平面中，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面横跨在导轨上的直导线ab的质量m =0.1kg、电阻R =0.8，导轨电阻不计导轨间通过开关S将电动势E =1.5V、内电阻r =0.2的电池接在M、P两端，试计算分析：（1）在开关S刚闭合的初始时刻，导线ab的加速度多大？随后ab的加速度、速度如何变化？（2）在闭合开关S后，怎样才能使ab以恒定的速度 =7.5m/s沿导轨向右运动？试描述这时电路中的能量转化情况（通过具体的数据计算说明）MPRNQCab7放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间宽度为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其它部分电阻不计导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a端放在导轨PQ上现将金属棒以a端为轴，以角速度沿导轨平面顺时针旋转角，如图1所示求这个过程中通过电阻R的总电量是多少？（设导轨长度比2L长得多） 8如下图甲所示，边长为和L的矩形线框、互相垂直，彼此绝缘，可绕中心轴转动，将两线框的始端并在一起接到滑环C上，末端并在一起接到滑环D上，C、D彼此绝缘，外电路通过电刷跟C、D连接，线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中，磁场边缘中心的张角为450，如下图乙所示(图中的圆表示圆柱形铁芯，它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向，如图箭头方向所示)不论线框转到磁场中的什么位置，磁场的方向总是沿着线框平面磁场中长为的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B，设线框和的电阻都是r，两个线框以角速度逆时针匀速转动，电阻R=2r。(1)求线框转到如乙图所示位置时，感应电动势的大小；(2)求转动过程中电阻R上电压的最大值；(3)从线框进入磁场开始计时，作出0T(T是线框转动周期)的时间内通过R的电流随时间变化的图象；(4)求在外力驱动下两线框转动一周所做的功5