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？

高频焊接是一种常用的焊接方法，如图12(a)所示是 焊接的原理示意图．将半径r＝0.10 m的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面匀强磁场，磁场方向垂直线圈所在平面向里，磁感应强度B 随时间t的变化规律如图(b)所示．工件非焊接部分单位长度上的电阻R₀＝1.0×10^－3Ω·m^－1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍．焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响．求：

(1)0～2.0×10^－2 s和2.0×10^－2 s～3.0×10^－2 s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大？
(2)0～2.0×10^－2 s和2.0×10^－2 s～3.0×10^－2 s时间内环形金属工件中感应电流的大小，并在图(c)中定量画出感应电流随时间变化的i—t图象(以逆时针方向电流为正)．
(3)在t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热．

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。

如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平夹角37°放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′ 下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v－t图象如图乙所示．(取g＝10 m/s²)

求：(1)磁感应强度B；
(2)杆在磁场中下滑0.1s过程中电阻R产生的热量．

一个线圈有100匝、面积为0.01m²，线圈的内电阻为0.5Ω，线圈两端接一个9.5Ω的电阻。线圈在0.02S的时间内从磁感应强度均为0.4T的磁铁两极间移出，
求：（1）线圈的感应电动势多大？
（2）电路中产生的电流多大？
（3）线圈两端的电压多大？

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，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体ab质量是0.2kg，电阻是0.1，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向垂直框架向上，现用1N的外力F由静止拉动ab杆，当ab的速度达到1m/s时，

（1）求此时刻ab杆产生的感应电动势的大小；
（2）求此时刻ab杆的加速度的大小？
（3）ab杆所能达到的最大速度是多少？

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，MN为裸金属杆，在重力的作用下，贴着竖直平面内的光滑金属长直导轨下滑，导轨的间距，导轨的上端接有的电阻，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于的水平匀强磁场中，当杆稳定匀速下落时，每秒有0.02J的重力势能转化为电能，则这时MN杆的下落速度v的大小等于多少？