(電磁感應中的能量問題)如圖所示，相距為L的光滑平行金屬導軌水平放置，導軌一部分處在以為右邊界勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直導軌平面向下，導軌右側接有定值電阻R，導軌電阻忽略不計．在距邊界也為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻r的金屬桿ab．

(1)若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3 L距離，其速度一位移的關系圖象如圖乙所示(圖中所示量為已知量)．求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a．

(2)若ab桿固定在導軌上的初始位置，使勻強磁場保持大小不變，繞軸勻速轉動．若從磁場方向由圖示位置開始轉過的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2．則磁場轉動的角速度ω大小是多少？

答案：
解析：

　　解析：(1)ab桿離起起始位置的位移從L到3L的過程中，由動能定理可得

　　(2分)

　　ab桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移L的過程，根據(jù)功能關系，恒力F做的功等于ab桿桿增加的動能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則

　　(2分)

　　聯(lián)立解得，(1分)　R上產(chǎn)生熱量(1分)

　　ab桿剛要離開磁場時，水平向上受安培力F總和恒力F作用，

　　安培力為：(2分)

　　由牛頓第二定律可得：(1分)

　　解得(1分)

　　(2)磁場旋轉時，可等效為矩形閉合電路在勻強磁場中反方向勻速轉動，所以閉合電路中產(chǎn)生正弦式電流，感應電動勢的峰值(2分)

　　有效值(2分)　(1分)　而(1分)


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：(課標人教版)2010年《高考風向標》物理　第10章　電磁感應　第2講　法拉第電磁感應定律　自感 人教版 題型：022

電磁感應中的功率問題、自感

1、電磁感應中的電路問題在電磁感應中，切割磁感線的導體或磁通量的變化的回路將產(chǎn)生________．該導體或回路相當于________(它們的電阻為電源的內阻)，將它們接上電容器，便可使電容器________；將它們接上電阻等用電器，在回路中形成________，便可對用電器供電．因此，電磁感應問題往往和電路聯(lián)系在一起，解決這類問題的基本方法是：

(1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電流的大小和方向．

(2)畫出等效電路圖

(3)應用全電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質、電功率等公式聯(lián)立求解．

2、自感

①、自感現(xiàn)象：自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應現(xiàn)象，它是由于導體本身的電流發(fā)生________時而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象．自感現(xiàn)象遵循電磁感應的所有規(guī)律．

②、自感電動勢的方向：由楞次定律可知，自感電動勢總是________原來導體中電流的變化．當回路中的電流增加時，自感電動勢和原來電流的方向________；當回路中的電流減小時，自感電動勢和原來電流的方向________．自感對電路中的電流變化有________作用，使電流不能________．

③、自感系數(shù)：它由線圈________的性質決定．線圈越長，單位長度上線圈的匝數(shù)越多，截面積越大，它的自感系數(shù)越________．線圈中插入鐵芯，自感系數(shù)增大很多，自感系數(shù)在國際單位制中的單位是________．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：(課標人教版)2010年《高考風向標》物理　第10章　電磁感應　第3講　電磁感應定律的綜合應用 人教版 題型：022

電磁感應中的動力學問題：

感應電流在磁場中受到________的作用，因此電磁感應問題往往跟________學問題聯(lián)系在一起．解決這類問題需要綜合應用電磁感應規(guī)律(法拉第電磁感應定律)及力學中的有關規(guī)律(牛頓運動定律、動量守恒定律、動量定理、動能定理等)，分析時要特別注意________、速度v達________的特點．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：(課標人教版)2010年《高考風向標》物理　第10章　電磁感應　第3講　電磁感應定律的綜合應用 人教版 題型：022

電磁感應中的能量問題：

電磁感應的過程實質上是________的轉化過程，電磁感應過程中產(chǎn)生的感應電流在磁場中必定受到________力的作用，因此，要維持感應電流的存在，必須有“外力”克服________力做功．此過程中，其他形式的能量轉化為________能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉化為________能．當感應電流通過用電器時，________能又轉化為其他形式的能量．安培力做功的過程是________的過程．安培力做了多少功就有多少電能轉化為其他形式的能．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：高考二輪復習物理(6)電磁感應 題型：038

(電磁感應中的電路問題)如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B＝0.1 T，金屬棒AD長0.4 m，與框架寬度相同，電阻R＝1/3 Ω，框架電阻不計，電阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω．當金屬棒以5 m/s速度勻速向右運動時，求：

(1)流過金屬棒的感應電流為多大？

(2)若圖中電容器C為0.3μF，則電容器中儲存多少電荷量？

查看答案和解析>>

同步練習冊答案