3电磁感应动力学问题学生用卷公开课教案教学设计课件资料.docx

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1、4 .如图所示，空间分布若水平方向的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d=0.4m,竖直方向足够长，磁感应强度8=0.57。单匝正方形线框PQMN边长1=0.4m,质量m=0.2cg,电阻R=0.1A,静止放在光滑绝缘水平面上”位置，现用一水平向右的恒力F=08N拉线框，使其向右穿过磁场区后到达“”位置。设线框平面在运动中始终保持在竖直平面内，PQ边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动，g=10ms2o求：N1p：X、(DPQ边刚进磁场时感应电流/的大小和方向；,*11(2)PQ边刚进入磁场时的速度大小：0*XJ(3)线框从位置到“”位置过程中，恒力F所做的功。仁川二“5 .如图所示是一种磁动力电梯，即在

2、竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,B1和B2的方向相反，大小均为8,两磁场始终竖直向上以的速度做匀速直线运动。电梯厢固定在金属框abed内(电梯厢在图中未画出)，并且与之绝缘，电梯厢载人时的总质量为m、所受阻力为八金属框ab边长度等于1,两磁场的各边均与金属框的各边长相同，金属框整个回路的电阻为R，电梯静止位置如图所示，重力加速度为g,求：(1)电梯启动瞬间，金属框abed内的电流方向如何？电流大小为多少？(2)启动瞬间电梯所受安培力大小为多少？(3)电梯运行的最大速度为多少？电磁感应动力学问题(3)2023.11.11一、计算题(本大题共7小题，共

3、1Q0.0分)1 .如图所示，质愀M=03Ag的U形光滑金属框abed静置于水平绝缘平台上，ab和de边平行，和反边垂直，且ab和de边足够长，电阻不计，瓦边的长度，=1Om,电阻8=0.4。，质量m=0.2kg的导体棒MN紧挨挡桩X、YH于金屈框上，导体棒的电阻Ra=。，装置始终处于分析竖直向卜的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与儿边保持平行。求：.(1)用水平恒力F=IN向右拉动金属框，运动过程中，金属框最终的桎定速度XXx忤X/大小；XXXXXX尸X(2)对导体棒MN施加水平向左的瞬时冲量=2Ns,导体棒从开始运动到稳XXXXX-定运动的过程中产生的焦耳热

4、Q。dU-1XXNX2 .如图所示，光滑斜面PMNQ的倾角为d斜面上放置个同种材料制成粗细均匀的矩形导线框abed,其中ab边长1be边长为21.线框质量为m电阻为R.e/与MN之间存在磁感应强度为8,方向垂直于斜面向上的有界匀强磁场(图中未画出).c/为磁场的边界I1CMNef到PQ间距离大于21,导线框在平行于斜面向上且大小为F=mg的恒力作用下从静止开始运动，运动过程中ab边始终与底边MN保持平行，ab边刚离开磁场时导线框做匀速运动，求：(1)导线框离开磁场过程中通过导线某一截面的电荷fitq；(2)导线框离开磁场时速度D的大小；(3)导线框离开磁场的过程中ab边产生的热量Q.,3 .如

5、图所示，光滑平行金属导轨48、CO固定在倾角为。的绝缘斜面上.BP.CQ为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在8、。两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为8、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为心两金属棒ab、Cd的质fit分别为m、3m,电阻均为A.初始时，金属棒Cd垂直静止放置在水平导轨上，金属棒ab从领斜导轨上距底端距离为S处无初速度释放，进入水平直导轨后与棒Cd始终没有接触并一直向右运动,不计导轨电阻,垂力加速度为g,求:(1)金属棒Cd的最大加速度arn;(2)金属棒ab上产生的热量Qa2,。IE7.磁悬浮列车的制动方式有两种：电制动和机械制动，电制动是利用电磁阻尼的原理

6、.机械制动是利用制压在轨遒上产生的摩擦阻力进行制动时卜面模型的研究仃利J理解磁悬浮的制动1；式如图所示,仃nwifim=50t的磁悬浮列车，车厢底部前端安装着一个匝数N=50匝、边长1=2m的正方形线圈,总电阻R=640.线圈可借助于控制模块来进行闭合或断开状态的转换.两平行轨道的间距1=2m.在A8CD刹车区域内铺设着励磁线圈，产生的磁场如图(b)所示，每个单元为一边长为1的正方形，其间磁场可视为8=2T的匀强磁场“现列车以=360kmh的速度进站，当线I御全部进入刹车区时，调1,控制模块使列车底部线圈闭合，采用电制动的方式。当列车速度减为内时，调节控制模块使列车底部线圈断开，转为机械制动的

7、方式，所受阻力为车厢重力的0.05倍，机械制动20s,列车前部刚好到达CD处速度减为0,不计列车正常行驶时所受的阻力，重力加速度g取10ms2o求：(1)当列车底部线序刚好全部进入刹车区域时的加速度大小：(2)列车电制动过程中产生的焦耳热：(3)列车刹军过程的总位移N(b)6.如图所示，电阻不计、间距1=Im的两平行金属导轨.左边部分置帧角6=37*J绝缘斜面上，右边置于绝缘的水平面上，导轨的左、右两部分在斜面底端用绝缘物质平滑连接，其中两导轨的水平部分光滑且足够长.两导轨的左端接一阻值为R=08A的电阻，右端接一电容C=0.4尸的电容器.导轨的斜面部分处垂宜斜面向下的匀强盛场中，水平部分处丁

8、竖直向下的匀强磁场中，两磁场的破感应强度大小相I叽将一质量为m=0.4kg、电阻r=02A的金届棒MN垂宜置于左边两导轨上且与斜面底端的距离为=1.0m处，金属棒恰好不下滑，已知最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。现给金城棒一个沿斜面向下的拉力使金属棒从静止开始运动，力户的大小与金隅棒运动的速度v(ms)大小关系为F=1Ov+0.8(N),测得电阻R两端的电压随时间均匀增大。当金属棒运动到斜面底端时撤去拉力人已知整个过程中电容器不会击穿。重力加速度g=IOms2,s加37。=0.6,COS37。=0.8./(1)金属棒与斜面导轨间的动摩擦因数4：/*/X.(2)匀强磁场的磁感应强度大小8：ZZ(3)金属棒的最终速度大小/、/?FJ7