江苏省黄埭中学高三物理一轮学案57 电磁感应5

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江苏省黄埭中学高三物理一轮学案57 电磁感应5

电磁感应5‎ ‎【例1】如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°角放置,导轨间接一阻值为3Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场区域的宽度为d=0.5m.导体棒a 的质量为ma=0.2kg,电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量为mb=0.1kg,电阻Rb=6Ω;它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好,现从图中的M、N处同时将它们由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场.取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8且不计a、b之间电流的相互作用:求:‎ ‎(1)在整个过程中,a、b两导体棒分别克服安培力做的功;‎ ‎(2)在a穿越磁场的过程中,a、b两导体棒上产生的焦耳热之比;‎ ‎(3)M点和N点之间的距离.‎ ‎【课堂作业】1、如图甲所示,固定于水平桌面上的金属导轨abcd足够长,金属棒ef搁在导轨上,可无摩擦地滑动,此时bcfe构成一个边长为L的正方形.金属棒的质量为m,电阻为r,其余部分的电阻不计.在t=0的时刻,导轨间加一竖直向下的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.为使金属棒ef在0-t1保持静止,在金属棒ef上施加一水平拉力F, 从t1时刻起保持此时的水平拉力F不变,金属棒ef在导轨上运动了s后刚好达到最大速度,求:‎ ‎(1)在t=t1/2时刻该水平拉力F的大小和方向;‎ B ‎0‎ t B1‎ t1‎ a d e f c b 图甲 图乙 ‎(2)金属棒ef在导轨上运动的最大速度;‎ ‎(3)从t=0开始到金属棒ef达到最大速度的过程中,金属棒ef中产生的热量.‎ ‎2、如图所示,两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端弯曲部分光滑,水平部分导轨与导体棒间的滑动摩擦因数为μ,水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场Ⅰ,右端有另一磁场Ⅱ,其宽度也为d,但方向竖直向下,两磁场的磁感强度大小均为B0,相隔的距离也为d.有两根质量为m、电阻均为R的金属棒a和b与导轨垂直放置,b棒置于磁场Ⅱ中点C、D处.现将a棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放并沿导轨运动下去.(1) 当a棒在磁场Ⅰ中运动时,若要使b棒在导轨上保持静止,则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0,求h0的大小;‎ ‎(2) 若将a棒从弯曲导轨上高度为h(h<h0)处由静止释放,a棒恰好能运动到磁场Ⅱ的左边界处停止,求a棒克服安培力所做的功;‎ ‎(3) 若将a棒仍从弯曲导轨上高度为h(h<h0)处由静止释放,为使a棒通过磁场Ⅰ时恰好无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间而变化,将a棒刚进入磁场Ⅰ的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0,试求出在a棒通过磁场Ⅰ的这段时间里,磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化的关系式.‎
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