高中物理法拉第电磁感应定律计算题

如图7所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L₁、L₂，回路的总电阻为R。从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k>0）那么在t为多大时，金属棒开始移动？

如图的螺线管，横截面积为S、匝数为N、电阻为r ，螺线管与一根电阻为2 r 的金属丝连接，向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图，求0至t₀时间内：
（1）通过金属丝的感应电流大小和方向
（2）金属丝中感应电流产生的焦耳热量Q
（3）金属丝中流过的感应电量q

如题23-1图所示，边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框静置于光滑水平面上，处于与水平面垂直的匀强磁场中，匀强磁场磁感应强度B随时间t变化规律如题23-2图所示．求：
（1）在t=0到t=t₀时间内，通过导线框的感应电流大小；
（2）在t=时刻，a、b边所受磁场作用力大小；
（3）在t=0到t=t₀时间内，导线框中电流做的功。

如图3-2所示。在有明显边界PQ的匀强磁场B外有一个与磁场垂直的正方形闭合线框其电阻为R。用一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v，第二次速度为2 v，求两次拉力大小之比多少？

有一个500匝的线圈，在0.2s内穿过它的磁通量从0.02Wb增加到0.08Wb，
（1）求线圈中的感应电动势。
(2)如果线圈的电阻是10Ω，把它跟一个电阻是90Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？

如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场中。平行导轨的宽度d＝0.3m，定值电阻R＝0.5。在外力F作用下，导体棒ab以v＝20m/s的速度沿着导轨向左匀速运动。导体棒和导轨的电阻不计。求：

(1)通过R的感应电流大小；
(2)外力F的大小。

如图所示，电阻R=0.1Ω的导体ab沿光滑的导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R＝0.4Ω线框放在磁感应强度B＝0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体ab的长度L＝0.4m，运动速度v＝5.0m/s．线框的电阻不计。

⑴电源的电动势（即产生的感应电动势）为多少？电路abcd中的电流为多少？
⑵求导体ab所受的安培力的大小，并判断其方向。
⑶外力做功的功率是多少？

如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键K。导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=1T。接通电键后ab棒由静止释放，不计空气阻力，设导轨足够长。求试分析ab棒的运动性质和最终速度的大小。（g取10m/s²）

如图所示的螺线管的匝数n=1500，横截面积S=20cm²，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R₁=10Ω，R₂=3.5Ω。若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b）所示的规律变化，计算R₁上消耗的电功率。

如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场中。平行导轨的宽度d＝0.3m，定值电阻R＝0.5。在外力F作用下，导体棒ab以v＝20m/s的速度沿着导轨向左匀速运动。导体棒和导轨的电阻不计。求：

(1)通过R的感生电动势大小；
(2)通过R的感应电流大小；
(3)外力F的大小。

如图所示，宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，框架左端连接一个的电阻，框架上面置一电阻的金属导体，长为。始终与框架接触良好且在水平恒力作用下以的速度向右匀速运动（设水平金属框架足够长。轨道电阻及接触电阻忽略不计）。

（1）试判断金属导体两端哪端电势高；
（2）求通过金属导体的电流大小；
（3）求水平恒力对金属导体做功的功率。

一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m²，置于水平面上。若线框内的磁感强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T。则在此时间内，求线圈内导线中的感应电流大小。

如图所示，水平放置的导体框架，宽L＝0.5 m，接有电阻R＝0.3Ω，整个装置处于垂直框架平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4 T．一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，已知导体棒ab的电阻为，框架的电阻均不计．当ab以v＝5.0 m/s的速度向右匀速滑动时，求：

ab棒中产生的感应电流的大小和方向；
维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；
金属棒ab两端点的电势差．

如图所示，宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中，框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻，框架上面置一电阻r=0.1Ω的金属导体ab，ab长为0.5m。ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动（设水平金属框架足够长．轨道电阻及接触电阻忽略不计）。
试判断金属导体ab两端哪端电势高；
求通过金属导体ab的电流大小：
求水平恒力F对金属导体ab做功的功率。

风力发电是目前可再生能源中技术比较成熟，具有规模化开发条件和商业发展前景的发电技术。小型独立风力发电系统一般不并网发电，只能独立使用，单台装机容量通常不超过10KW。它的构成为：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子是绕组切割磁感线产生电能。因风量不稳定，故小型风力发电机输出的是13－25V变化的交流电，须经充电器整流再对蓄电池充电，使风力发电机的产生的电能变能化学能。最后经逆变处理后供给用户使用。某学习小组对一小型风力发电机进行测定风速实验：将一铜棒与风力发电系统的输出端构成回路（注：风力发电机与铜棒直接相连，连接导线末画出）如图所示。铜棒ab长为0.5m，质量0.2Kg，两端用轻铜线相连。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B="2T." 当有风速4m/s吹向风叶，铜棒与竖直方向成37°角且偏向纸内的位置时，铜棒处于受力平衡状态。
（1）此时铜棒中通过的电流大小与方向。
（2）如风力发电机能把风能的30%转化为发电机的机械能，发电系统的效率为50%（其他能量损失一概不计），已知此小型风力发电系统输出电压恒定为24V，问当铜棒与竖直方向成53°角平衡时风速为多少m/s?（g取10m/s²，ρ_空气=1.29Kg/m³,sin37⁰=0.6,cos37⁰="0.8" ）