电磁感应中切割类问题 知识点题库

一质量为m、电阻为r的金属杆ab,以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30°角,两导轨上端用一电阻R相连,如图所示,磁场垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆始终与导轨接触良好,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v,则金属杆在滑行过程中(   )

A . 向上滑行与向下滑行的时间相等 B . 向上滑行与向下滑行时电阻R上产生的热量相等 C . 向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等 D . 向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等
如图所示,两条间距为d,表面光滑的平行金属导轨M、N,导轨平面与水平面的倾角为θ,导轨的一端有一电池组与M、N相连,整个装置处在方向竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中.现将一质量为m的水平金属棒PQ与轨道垂直地置于导轨上,这时两导轨与金属棒在回路中的电阻值为R,PQ棒刚好处于静止状态.设电池组的内阻为r,试计算电池组的电动势E,并标明极性.

如图所示,倾角为30°、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1=0.4m,B2=5T的匀强磁场垂直导轨平面向上.一质量m=1.6kg的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,其电阻r=1Ω.金属导轨上端连接右侧电路,R1=1Ω,R2=1.5Ω,R2两端通过细导线连接质量M=0.6kg的正方形金属框cdef,正方形L2=0.2m,每条边电阻r0为1Ω,金属框处在一方向垂直纸面向里,B2=3T的匀强磁场中,现将金属棒由静止释放,不计其他电阻及滑轮摩擦,g取10m/s2

  1. (1) 若将电健S断开,求棒下滑过程中的最大速度.

  2. (2) 若电键S闭合,每根细导线能承受的最大拉力为3.6N,求细导线刚好被拉断时棒的速度.

  3. (3) 若电键闭合后,从棒释放到细导线被拉断的过程中,棒上产生的电热为2J,求此过程中棒下滑的高度(结果保留一位有效数字).

如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为L,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场.质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直于导轨放置,并与导轨接触良好.棒MN在平行于轨道的水平拉力作用下,由静止开始做加速度为a匀加速度直线运动运动并开始计时,求:

  1. (1) 棒位移为s时的速度及此时MN两端的电压;
  2. (2) 棒运动时间t内通过电阻R的电量;
  3. (3) 棒在磁场中运动过程中拉力F与时间t的关系;
  4. (4) 若撤去拉力后,棒的速度随位移s的变化规律满足v=v0﹣cs,(c为已知的常数),撤去拉力后棒在磁场中运动距离为d时恰好静止,则拉力作用的时间为多少?
边长为 L 的正方形金属框在水平恒力 F 作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域,磁场区域的宽度为 d(d>L)。已知 ab 边进入磁场时,线框的加速度恰好为零。则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有(   )

A . 产生的感应电流方向相反 B . 进入磁场过程和穿出磁场过程中 a 点的电势都比 b 点的电势低 C . 进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间 D . 进入磁场过程和穿出磁场过程中通过导体内某一截面的电量相等
如图所示,一矩形线框置于匀强磁场中,右边dc与磁场边界重合,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框面积不变,在时间t内将磁感应强度均匀地增大到原来的两倍;接着,保持磁场大小和方向不变,在时间t内将线框沿垂直于磁场方向向右匀速拉出磁场。前后两个过程中,线框中产生的焦耳热的之比是(   )

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A . B . C . D .
如图,水平面上有两根相距 0.5m 的足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为 R=3.0Ω的定值电阻,导体棒 Lab=0.5m,其电阻为 r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T。现使ab 以 v=10m/s 的速度向右做匀速运动。

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  1. (1) ab 两点间的电压多大?
  2. (2) 维持 ab 做匀速运动的外力多大?
  3. (3) ab 向右运动 1m 的过程中,R 产生的热量是多少?
如图所示,金属环半径为a,总电阻为2R,匀强磁场磁感应强度为B,垂直穿过环所在平面。电阻为 的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时,杆的端电压为

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如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,两轨道间的宽度L=0.50m.轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=0.40T,方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,不计轨道和导体棒的电阻,当速度为5m/s时。

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  1. (1) 判断流过导体棒ab中的电流方向。
  2. (2) 计算电路中的感应电流的大小。
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ互平行,间距为L,构成U型平面,该平面水平面成角(0°< <90°),磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直,导轨电阻不计,上端接入阻值为R的定值电阻。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒质量为m,接入电路的电阻为r。则金属棒ab沿导轨下滑过程中(   )

A . 最大加速度为 B . 当棒下滑速度为v时,其两端电压为BLv C . 所受安培力不会大于 D . 下滑速度大小一定小于
如图所示,绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨,导轨电阻不计,两相同金属棒a、b垂直导轨放置,其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场,磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨自由运动,先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域,则a棒从进入到离开磁场区域的过程中,电流i随时间t的变化图像可能正确的有(   )

A . B . C . D .
如图所示,两根足够长且电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,相距为d,导轨下端连接电阻R1、R2 , 阻值均为R0。质量为m的金属杆ab始终与导轨垂直并接触良好,已知其接入导轨部分的电阻也为R0。矩形区域cdef内有垂直纸面向里的匀强磁场,平行边界cd与fe距离为h,该区域内磁感应强度随时间变化图像如图乙所示,图中B0、t0已知。在t=0时刻将金属杆从距磁场上边界距离为h处由静止释放,t0时刻恰好进入磁场。已知金属杆离开磁场时速度大小为进入磁场时速度大小的一半,重力加速度为g。求:

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  1. (1) 0~t0时间内通过电阻R1的电荷量;
  2. (2) 金属杆在磁场内运动过程中产生的焦耳热。
两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则(   )

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A . 金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b B . 金属棒的最大速度为 C . 金属棒从某位置向下运动到最低点过程与从最低点回到该位置过程,流过电阻R的电荷量相等 D . 金属棒向下和上升运动经过同一位置时,速度大小相等
如下图所示,有一边界为等腰直角三角形区域,该区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,两直角边的边长为L;有边长也为L的正方形均匀铜线框abcd,以恒定的速度v沿垂直于磁场左边界的方向穿过磁场区域,且磁场的下边界与线框的ad边处于同一水平面上;设ab刚进入磁场为t=0时刻,在线圈穿越磁场区域的过程中,cd间的电势差记为Ucd , 从c到d流过cd的电流记为Icd , 则Ucd、Icd随时间t变化的图线是下图中的(   )

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A . 图片_x0020_100009 B . 图片_x0020_100010 C . 图片_x0020_100011 D . 图片_x0020_100012
一个边长为 的等边三角形磁场区域,一个底边为L的直角三角形金属线框,线框电阻为R,二者等高,金属线框以速度v匀速穿过磁场区域的过程中,规定逆时针方向的电流为正,线框中感应电流i随位移x变化的图线正确的是(  )

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A . 图片_x0020_100008 B . 图片_x0020_100009 C . 图片_x0020_100010 D . 图片_x0020_100011
如图所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨,导轨跟大线圈M相接,小闭合线圈N在大线圈M包围中,导轨上放一根光滑的金属杆ab,磁感线垂直于导轨所在平面。最初一段时间t0内,线圈N中电流方向如图。要使金属杆ab由静止开始向右运动,则N中的电流应按下图中哪种方式变化(  )

A . B . C . D .
置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上的部的线圈A相连.套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上,如图所示.导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法中正确的是(   )

A . 圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向右运动 B . 圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动 C . 圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动 D . 圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向左运动
如图所示,长直平行光滑金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上,导轨间距为1m,两导轨间接有电阻 , 阻值均为 , 虚线右侧有垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为1T,一根质量为20g的金属棒放在导轨上,并处在磁场中,给金属棒施加水平向右、大小为5N的拉力F,使金属棒从静止开始向右运动,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,不计金属棒与导轨的电阻,开始时电键S闭合,金属导轨足够长,求:

  1. (1) 金属棒运动的最大速度大小;
  2. (2) 若金属棒匀速运动后,将电键S断开,电键断开后金属棒运动1m时已处于匀速运动状态,则此过程中电阻上产生的焦耳热为多少?
  3. (3) 若金属棒匀速运动后,撤去拉力F,则金属棒运动多长距离停下?
如图所示,光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,导轨平面倾角θ=30°,导轨下端连接R=0.5的定值电阻,导轨间距L=1m。质量为m=0.5kg、电阻为r=0.1、长为1m的金属棒ab放在导轨上,用平行于导轨平面的细线绕过定滑轮连接ab和质量为M=1kg的重物A,垂直于导轨的虚线上方有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,ab开始的位置离虚线距离为x=0.4m,由静止同时释放A及ab,当ab刚进磁场时加速度为零,ab进入磁场运动x=1m时剪断细线,ab刚要出磁场时,加速度为零,已知重力加速度取g=10m/s2 , 导轨足够长且电阻不计,ab运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好,A离地足够高。求:

  1. (1) 匀强磁场的磁感应强度大小;
  2. (2) 剪断细线的瞬间,ab的加速度多大?从开始运动到剪断细线的过程中,通过电阻R的电量为多少?
  3. (3) ab在磁场中运动过程中,电阻R中产生的焦耳热为多少?
如图为磁悬浮实验车(底部固定金属框abcd)与磁场的示意图。水平地面上是两根长直平行导轨PQ和MN,导轨间有竖直方向等间距的匀强磁场 , 车底部金属框ad边宽度与磁场间隔相等。在时刻磁场同时以沿导轨方向向右匀速运动,使得ab、de两边都向左切割磁场,实验车在安培力作用下从静止开始运动。已知ab边长、金属框总电阻 , 列车与线框的总质量 , 磁场 , 实验车运动时受到恒定的阻力

  1. (1) 实验车开始运动瞬间回路电动势大小;
  2. (2) 实验车开始运动瞬间加速度的大小;
  3. (3) 实验车的最大速率
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