6电磁感应专题：单杆与电源连接学生用卷公开课教案教学设计课件资料.docx

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1、3 .如图，一质量为m=的导体棒放在倾角为6=37。的平行光滑导轨上，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场8中，导轨上端接有电源、开关S和定值电阻凡电源的电动势E=3V,内阻r=0.5/2,定值电阻R=2/2.导体棒接入电路的电阻小=2。，导凯间距1=05m.闭合开关S,此时导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，导轨足够长，重力加速度g=10ms2,sm370=0.6.cos37t(=0.8.求：(1)匀强磁场的磁感应强度B：(2)断开开关S.导体棒沿导轨向下运动，开关断开3s后，导体峰恰好匀速运动.该导体棒3s内经过的位移大小.4 .如图，在平行倾斜固定的导轨上

2、端接入电动势E=50乙内P1Ir=Ia的电源和滑动变阳器R,导轨的宽度d=0.2m,倾角6=37。.质量：血=0.11北9的细杆油垂直置于导轨上，与导轨间的动摩擦因数=0.5,整个装置处在登直向下的遨感应强度8=2.27的匀强磁场中，号轨与杆的电阻不计.现调节R使杆Ob静止不动.sin37o=0.6.cos370=0.8.g取IOm/.求:(1)杆Oh受到的最小安培力片和最大安培力后：(2)滑动变阻器/?有效电阻的取值范围.5 .电磁弹射在电磁炮、航天器、舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用，图1所示为电磁弹射的示意图.为J研究问题方便，将其简化为如图2所示的模型(俯视图).发射轨道被简化

3、为两个固定在水平面上、间距为1且相互平行的金属导轨，整个装理处在竖直向下、磁感应强度为8的匀强磁场中。发射轨道的左端为充电电路.己知电源的电动势为E,电容器的电容为C-子弹我体被简化为一根质量为rn、长度也为1的金属导体棒，其电阻为八金属导体棒垂直放置丁平行金展导轨上忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻.(1)发射前，将开关S接先对电容器进行充电。求电容器充电结束时所带的电荷量Q;b.充电过程中电容器两极板间的电压U随电容器所带电荷量q发生变化.请在图3中画出U-q图像;并借助图像求出秘定后电容器储存的能量%.(2)电容器充电结束后，将开关接瓦电容器通过导体棒放电，导体棒由静止开始运动，导体棒

4、离开导物时发射整rg*J-u结束。电容黯所糅放的能量不能完全转化为金属导体棒叶xxT的动能，将导体棒离开导轨时的动能与电容器所称放能TJ一十，？I量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时，电q容器的带电荷员减小为充电结束时的一半，不计放电电ff11图2图3流带来的磁场影响.求这次发射过程中的能量转化效率小电磁感应专题：单杆与电源连接(6)2023.11.11一、计算题(本大题共8小鹿，共100.0分).发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以分别简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向卜的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平等金属轨道M

5、N、PQ固定在水平面内，相距为1，电阻不计.电阻为R的金属导体棒b垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好,以速度U(V平行于MN)向右做匀速运动。图1轨道端点M,P间接仃阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2凯道端点M、P间接有直流电源,导体棒油通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为人求(1)图1中a、b两点间的电压：(2)在小时间内，图1“发电机”产生的电能：(3)在a时间内，图2“电动机”输出的机械能。2.如图所示，在帧角为。=30的斜面上固定两足够长的平行光滑金属导轨，两导轨间的距离为1=0.25m,在两导轨的上端接入滑动变用SSR和直流电源，电源的电动势为E=3k内阻

6、为r=整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=087质量为m=002kg的金属棒ab始终与两导轨垂直并保持良好的接触，金属棒ab接入电路的限值为&,=2,导轨的电阻不计。重力加速度g=10ms2.(1)若金属棒ab始终保持静止状态，求滑动变阻渊R接入电路的阻值治：(2)若仅取下直流电源，直接用导线接在两导轨的上端，滑动变阻器R接入电路的限值仍为号，现将金属棒ab由静止释放，求金属棒ab在下滑过程中所能达到的最大速度大小为：(3)在第(2)问的条件下，若金属棒帅刚达到最大速度时其下滑的距离为X=20m,则在金屈棒ab从开始下滑至刚达到最大速度的过程中，求金属雄ab中产生的焦耳

7、热Qab。(1)金属棒甲匀速时速度%的大小；(2)金属棒甲从出发到到达虚线I,所通过横截面的电荷量q：甲I乙II(3)两金属棒碰后瞬间甲棒的速度大小以及甲棒越过虚线I后系统产生的内能.8.如图为二根帧角6=30。的平行金属导轨，上端有一个电动势为E=SV、内阻为r=1C的电源，以及一个电容为。的电容器，导轨通过单刀双掷开关可分别与1、2相连。导轨中间分布有两个相同的有界磁场AACC及DDFF,磁场方向垂直导轨向下，磁场内外边界距离等于导轨间距1,1=1n,磁场的上下边界距离如图所示均为d=2m.CC到DD的距离也为心除电源内阻外，其它电阻忽略不计，导体棒与导轨光滑接触。初始时刻，开关与1相连.

8、根质量为m=Ikg的导体棒恰好能静止在导轨上AA位置，导体棒处于磁场之中。当开关迅速拨向2以后，导体律开始向下运动，它在AACCCCDD两个区域运动的加速度大小之比为4：5.(1)求磁感应强度B的大小；(2)求导体棒运动至DD时的速度大小V?：(3)求电容C的值：(4)当导体棒接近DD，时.把开关迅速拨向1,求出导体棒到达FP的速度V3V6.我国正在进行舰载电磁轨道炮试验，预计到2025年将投入使用.国内936型登陆舰搭载电磁炮出海，试验射程可达200公里，某同学设计了电磁碰撞测试装置，可以通过超级电容器的储能来判断电磁炮的威力.如图所示，平行金属导轨PQ、PQ固定在绝缘水平面上，导轨间距1=

9、Im,其间有登直向卜.的匀强磁场B1=1o7其左端PP之间用导线接入电源，电源的电动势为E，内阴r=IA.右端QQ通过绝缘物质与足够长的金属导轨MN、WN相连.金属导轨MN、MN之间存在竖直向上的匀强磁场&=10T.金属导轨MN、WM右端N、N之间连接个C=9F的超级电容.根质量:=IOkg、电阻R1=1。的金属棒AB放置在金属导轨PQ、PQ上.接通电源后，在安培力的作用下，从静止开始向右加速运动，最终以速度UO=IOom/s向右做匀速直线运动.金属桶18与顺昌叫=90知、电阻&=4。的金属棒CD刚好在绝缘物质处发生弹性碰撞，此后金属棒CD向右运动.已知电容潜的储能公式生=:CU?,取重力加速

10、度g=omsz,金属棒与导轨接触良好，其他电阻忽略不计，不计一切摩擦，不考虑电磁辐射.求：(1)电源的电动势E;(2)金属棒A8向右运动的过程中，加速度的最大值；(3)碰报后，金属棒CD向右运动的过程中，通过金属棒CD的电荷量和金域棒CD上产生的焦耳热.7.如图所示，两足够长的水平光滑导轨左侧接有电动势为E的电源，导轨间距为1,长度均为1的金属棒甲、乙垂直导轨放置，金属棒甲放在虚线I的左侧，金属棒乙放在两虚线I、U之间，虚线I的左恻、虚线的右侧均有方向竖直向上、磁感应强度大小为8的匀强磁场.某时刻将开关S闭合，金屈棒甲由薛止开始向右运动，且在达到虚线I前已达到匀速状态，在虚线I、II间，两金属棒发生弹性碰撞，且碰撮时间极短.已知金属棒甲、乙的质量分别为4m、m,嫩个过程两金属棒与导轨接触良好，且没有发生转动，两虚线间的导轨绝缘，不计其余导轨的电阻以及两虚线之间的距离.求：