电磁感应电荷量和热量问题(2页).doc

-电磁感应电荷量和热量问题-第 2 页 法拉第电磁感应“电荷量和热量”问题（必做题） 姓名： 1.如图所示，长L1=，宽L2=的矩形导线框，质量为m=，电阻R其正下方有宽为H（H>L2），磁感应强度为B，垂直于纸面向里的匀强磁场现在，让导线框从cd边距磁场上边界h=处开始自由下落，当cd边进入磁场中，而ab尚未进入磁场，导线框达到匀速运动。（不计空气阻力，且g=10m/s2）求线框进入磁场过程中安培力做的功是多少？线框穿出磁场过程中通过线框任一截面的电荷量q是多少？ 2.如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为R,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动,上升了h高度,这一过程中b、c间电阻R产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:(1)导体杆上升h高度过程中通过杆的电荷量;(2)导体杆上升h高度时所受拉力F的大小;(3)导体杆上升h高度过程中拉力做的功。3.如图所示,一平面框架与水平面成=37°角,宽L=0.4 m,上、下两端各有一个电阻R0=1,框架的其他部分电阻不计,框架足够长。垂直于框架平面的方向存在向上的匀强磁场,磁感应强度B=2 T。ab为金属杆,其长度为L=0.4 m,质量m=0.8 kg,电阻r=0.5 ,金属杆与框架的动摩擦因数=0.5。金属杆由静止开始下滑,直到速度达到最大的过程中,金属杆克服磁场力所做的功为W=1.5 J。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求: (1)ab杆达到的最大速度v;(2)ab杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离;(3)在该过程中通过ab的电荷量。vBRMN4.如图所示，宽度为L0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；（2）作用在导体棒上的拉力的大小；（3）当导体棒移动30cm时撤去拉力，求整个过程中电阻R上产生的热量。5.两根足够长的光滑金属导轨MN和PQ平行固定在水平面上，一端接有阻值为R的电阻，处于方向向下的匀强磁场中。在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆，金属杆的电阻不计。金属杆在垂直杆的水平恒力F作用下向右匀速运动，电阻R上消耗的电功率是P从某一时刻开始撤去水平力求撤去F后。求撤去F后（1）通过电阻R的电流方问，（2）简述金属杆的速度加速度如何变化？（3）电阻R上还能产生多少热量？（4）当电阻R上消牦的功率力为P/4时，金属杆加速度的大小与方向；6.两根光滑金属导轨平行放置在倾角为=300的斜面上，导轨左端接有电阻R=10，导轨自身电阻忽略不计. 匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T. 质量为m=，电阻不计的金属棒ab由静止释放，沿导轨下滑. 如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑高度h=3m时，速度恰好达到最大速度2m/s. 求这一程中，（1）金属棒受到的最大安培力；（2）电路中产生的电热.