26电磁感应中的动力学和能量问题.docx

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1、26.也雄感应中的动力学和能量问题1.（2021江苏南京市盐城市第二次模拟）如图1所示，金属框4置于水平绝缘平 台上，M和de边平行，和区边垂直，A足够长，整个金属框电阻可忽略。 一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力/向右拉动金属框， 运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触， 且与区边保持平行，不计一切摩擦。则（）x x xMx xx xaibx x x x x x xf Fx x x x x x x（Icx x xN x x x x图1A.金属框的速度逐渐增大，最终趋于恒定B.金属框的加速度逐渐减小，最终为零C.导体棒所受安培力逐渐增大，最终趋

2、于恒定D.导体棒到金属框be边的距离逐渐增大，最终趋于恒定答案C解析初始时刻，金属框的加速度最大，随着金属框速度的增加，感应电动势逐 渐增大，回路电流逐渐增大，MN所受安培力逐渐增大，根据牛顿第二定律，对 金属框尸一对导体棒辽B=心2,因此金属框加速度逐渐减小，导体棒 加速度逐渐增加，最终两者加速度相同，速度差恒定。2.（2021 江苏常州市调研考试）如图2所示，圆形区域中的匀强磁场磁感应强度Bi 随时间的变化关系为丛=S攵为大于零的常量；边界右侧的匀强磁场磁感 应强度大小为步。光滑平行金属导轨左端接一阻值为R的电阻、MN处放置一和 导轨接触良好的金属棒，不计导轨和金属棒电阻。/=（）时，给金

3、属棒一初速度。0, 使其在外力作用下向右匀速运动。回路的总磁通量为G、回路的电流为人电阻R 上产生的热量为Q、导体棒受到的外力为F,它们随时间/的变化图象正确的是答案C 解析由圆形磁场产生的感应电动势为长=等=噤=5攵，由导体切割磁感线产 生的感应电动势为七2 =史加0,则总磁通量等于= E/=E|/ + E2/ = SK + 32加0%,所以A中图线应该为直线，A错误；根据_ ，所以B中图线应 KK该为平行于/轴的直线，B错误；根据=产放=(以+，/。)所以C中图线 为过原点的直线，C正确；根据尸=B, B、i、/均不变，所以D中图线为平行 于/轴的直线，D错误。3.(2021 ,南京市秦淮

4、中学阶段性检测)如图3所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平 面成。=37。放置，在斜面上虚线c和仍与斜面底边平行，在加为仿围成的区域 有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为8=1 T；现有一质量为?= 10 g, 总电阻为R=1 Q,边长d=0.1 m的正方形金属线圈MNP0,让尸。边与斜面底 边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过磁场。已知线圈与斜面间的动 摩擦因数为=05,(取 g=10m/s2； sin 37=0.6, cos 37。=0.8)求：线圈进入磁场区域时，受到安培力大小；线圈释放时，PQ边到仍，的距离；(3)整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热。答案(l)2Xl

5、(r2N (2)1 m (3)4Xl(r3J解析(1)对线圈受力分析有：加gsin 0=7gcos 9+j,代入数据得：Fa = 2X IO- 2 No设线圈释放时，PQ边到从/的距离为根据安培力公式可知：昌=加=畸=半，导体棒从开始到进入磁场过程中，由动能定理可得”gLsin 0/.ungLcQS 0=mv2,结合公式可解得：L= 1 mo(3)由于线圈刚好匀速穿过磁场，则磁场宽度d=0.1 m,。=卬安=尸安-2乩代入数 据解得：Q=2X 10-2X2X0.1 J=4X 1(尸 j。4.(2021江苏泰州市期末调研)如图4甲所示，半径为门、电阻值为R,匝数为 的金属线圈，其两极与阻值也为R

6、的电阻Ri连接成闭合回路，电阻RJ两端分别 与水平放置、间距为”的平行金属板M、N连接半径为/*2的圆形区域内存在垂直 于线圈平面的匀强磁场历，以向里为正方向，磁感应强度所随时间/变化的关系 图线如图4乙所示，金属板M、N内有垂直向外磁感应强度为8的匀强磁场，金 属板内部放置一根长为心与水平方向成。角的绝缘直杆，导线的电阻不计，一 重力不计、带电荷量为一夕的圆环套在直杆上，从顶端由静止释放，最后达到稳 定状态，圆环与直杆间的动摩擦因数为求：(1)电阻尺中的电流方向和两端的电压；(2)圆环在直杆上滑动到底端过程中，电势能变化了多少;圆环最后稳定状态的速度大小？答案(1历经R流向。噂五(2)减小兀吗出山。兀遮及焉解析(1)电阻凡中的电流方向是由经Ri流向。线圈因磁场变化产生的电动势七=浅=声算2 兀R两端的电压=含E=：=吟日A -l A Z1因电场力做正功，电势能减小，即AEp=-W电，电场力做功卬电=亭sin。可解得圆环的电势能减小兀“8(/Lsin 6Td(3)圆环最后稳定状态是匀速运动，受力分析如图所示沿直杆方向夕Esin O=Ff 垂直杆方向Fn=qEcos 8+BqVm 又滑动摩擦力F/=n 电场强度e=E 可解得Um =tuiBo* (sin (一cos e)iBdT