第6課時 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用

1、1電磁感應(yīng)問題的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)問題的綜合應(yīng)用一、單桿問題1、如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2ms2的加速度做勻加速運(yùn)動，當(dāng)棒的位移x=9m時撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下來，已知撤去外力前

2、后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求（1）棒在勻加速運(yùn)動過程中，通過電阻R的電荷量q（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2（3）外力做的功WF2、如圖所示，兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L＝1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α＝30，導(dǎo)軌電阻不計磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝2T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L＝1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上

3、，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m1＝2kg、電阻為R1＝1Ω.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路，電路中通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離和板長均為d＝0.5m，定值電阻為R2＝3Ω，現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放，重力加速度為g＝10ms2，試求：(1)金屬棒下滑的最大速度為多大？(2)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，整個電路消耗的電功率P為多少？(3)當(dāng)金屬棒穩(wěn)定下滑時，在水平放置的平行金屬間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁

4、場B2＝3T，在下板的右端且非?？拷掳宓奈恢糜幸毁|(zhì)量為m2＝310－4kg、帶電量為q＝－110－4C的液滴以初速度v水平向左射入兩板間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)要使帶電粒子能從金屬板間射出，初速度v應(yīng)滿足什么條件？BMNRa3三、綜合應(yīng)用5、如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形。棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為?，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱

5、。導(dǎo)軌bc段長為L，開始時PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R0。以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在t＝0時，一水平向左的拉力F垂直作用于導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度為aX（1）求回路中感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流隨時間變化的表達(dá)式；（2）經(jīng)過多少時間拉力F達(dá)到最大值，拉力F的最大值為多少？（3）某一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W

6、，求導(dǎo)軌動能的增加量。6、如圖所示，間距為l、電阻不計的兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ（足夠長）被固定在同一水平面內(nèi)，質(zhì)量均為m、電阻均為R的兩根相同導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，一根輕繩繞過定滑輪后沿兩金屬導(dǎo)軌的中線與a棒連接，其下端懸掛一個質(zhì)量為M的物體C，整個裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。開始時使a、b、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)釋放C，經(jīng)過時間t，C的速度為、b的速度為。不計一切摩擦，兩棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，1