高中物理研究电磁感应现象计算题

如图甲所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着边界．t＝0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t₀穿出磁场．图乙所示为外力F随时间t变化的图象．若线框质量为m、电阻R及图象中的F₀、t₀均为已知量，则根据上述条件，请你推出：

(1)磁感应强度B的表达式；
(2)线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势E的表达式．

钳型电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 和60 。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 ；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是．若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 ；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为A。

某地地磁场的磁感应强度方向斜向下指向地面，与竖直方向成60°角，大小为5 ×10^-5T。一灵敏电压表通过导线连接在当地入海河段的两岩的接线柱上，接线柱与水接触良好。已知该河段的两岸南北正对，河宽200m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体、电阻极小）流过。设落潮时，海水自正西向正东流，流速为4m/s。
（1）该河段的南岸和北岸，那边电势高？
（2）灵敏电压表的示数是多少？

如下图所示，在距离水平地面h=0.8m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场。正方形线框abcd的边长l=0.2m，质量m=0.1kg，电阻R=0.08Ω。某时刻对线框施加竖直向上的恒力F=1N，且ab边进入磁场时线框以v₀=2m/s的速度恰好做匀速运动。当线框全部进入磁场后，立即撤去外力F，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面。整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10m/s²。求：
匀强磁场的磁感应强度B的大小；
线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间；
线框落地时的速度的大小。

．(14分)在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设
该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R.磁场的磁感应强度为B，如图13所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中：
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少 ?
(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)

如图所示，金属棒a从高为h处由静止沿光滑的弧形导轨下滑进入光滑导轨的水平部分，导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中。在水平部分原先静止有另一根金属棒b，已知ma=2m,mb=m，整个水平导轨足够长，并处于广阔的匀强磁场中，假设金属棒a始终没跟金属棒b相碰，重力加速度为g。求：
（1）金属棒a刚进入水平导轨时的速度；
（2）两棒的最终速度；
（3）在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能。

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成37⁰角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg。电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。求：

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻消耗的功率为，求该速度的大小；
(3)在上问中，若，金属棒中的电流方向到，求磁感应强度的大小与方向。(取 ，，)

如图所示，水平光滑金属导轨MN、PQ之间的距离L=2m,导轨左端所接的电阻R=10,金属棒ab可沿导轨滑动，匀强磁场的磁感应强度为B="0.5T," ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右匀速滑动，求金属棒所受外力的大小。（金属棒和导轨的电阻不计）
 

如图所示，在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上，以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd，整个小线框处于垂直框面向里、磁感强度为B的匀强磁场中．已知小线框每边长L，每边电阻为r,其它电阻不计。现使小线框以速度v向右平移，求通过电阻R的电流及R两端的电压．

某同学为了探究涡流制动原理，在玩具小车的底部固定了一个水平放置的矩形线圈abcd，小车（含线圈）总质量为4kg，闭合线圈共100匝，线圈长L_ab=L_cd=20cm,线圈宽L_bc=L_ad=10cm，线圈的电阻为0.5欧，在小车轨道的正前方布置了一个固定的磁场区，磁场的边界始终与线圈bc边平行，磁场的方向竖直向下，磁感应强度B=0.2T，忽略小车与轨道面的摩擦，小车的初速度为2m/s。当线圈刚进入磁场时，求
1线圈中感应电流的大小？
2线圈受安培力的大小？
3小车加速度大小？

如图7，桌面上放一个单匝线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁铁，此时线圈内的磁通量为0.04Wb，把条形磁铁竖放在线圈内的桌面上时，线圈内磁通量为0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中感应电动势。

（1）把条形磁铁从图中位置在0.5s内放到线圈内的桌面上。
（2）换用10匝的矩形线圈，线圈面积和原单匝线圈相同，把条形磁铁从图中位置在0.1s内放到线圈内的桌面上。

(18分)如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的倾角=53°，MO及PR部分的匀强磁场竖直向下，ON及RQ部分的磁场平行轨道向下，磁场的磁感应强度大小相同，两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg，R=1.0，长度与导轨间距相同，L=1.0m，棒与导轨间动摩擦因数=0.5，现对ab棒施加一个方向向右，大力随乙图规律变化的力F的作用，同时由静止释放cd棒，则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，g取10m/s²，求：

(1)ab棒的加速度大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)若已知在前2s内外力做功W=30J，求这一过程中电路产生的焦耳热；
(3)求cd棒达到最大速度所需的时间.

如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面.已知磁感应强度随时间变化的规律如图，定值电阻R1="6" Ω，线圈电阻R2="4" Ω，求：

（1）在图中标出流过R1的电流方向
(2) 回路中的感应电动势大小；

如图所示，足够长的光滑U形导体框架的宽度L =" 0.5" m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成角，磁感应强度B =" 0.8" T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m =" 0.2" kg，有效电阻R = 2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为Q =" 2" C。求：

（1）导体棒匀速运动的速度；
（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻消耗的电功。（sin 37°=" 0.6 " cos 37°=" 0.8 " g = 10m/s2）

面积S = 0.2m²、n = 100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内（线圈右边的电路中没有磁场），磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，线圈电阻r = 1Ω，求：

（1）通过R的电流大小
（2）电容器的电荷量。