《电磁感应》补偿练习
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电磁感应补偿练习
电磁感应是高中物理中的一个重要知识点,常见电磁感应与电路知识、力学知识组成综合性习题,下面我们对这类综合题进行分类解析.
一、平衡类
解决平衡类问题的基本方法是:确定研究对象;进行受力分析;根据平衡条件建立方程;结合电磁感应规律求解具体问题.
例1 如图1所示,线圈abcd每边长l=0.20m,线圈质量m1=0.10kg、电阻R=0.10Ω,砝码质量m2=0.14kg.线圈上方的匀强磁场磁感强度B=0.5T,方向垂直线圈平面向里,磁场区域的宽度为h=l=0.20m.砝码从某一位置下降,使ab边进入磁场开始做匀速运动.求线圈做匀速运动的速度.
二、加速类
解决加速类问题的基本方法是:确定研究对象(一般为在磁场中做切割磁感线运动的导体);根据牛顿运动定律和运动学公式分析导体在磁场中的受力与运动情况.如果导体在磁场中受的磁场力变化了,从而引起合外力的变化,导致导体的加速度、速度等发生变化,进而又引起感应电流、磁场力、合外力的变化,最终可能使导体达到稳定状态.
例2 如图2所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间距离为l,导轨平面与水平面的夹角为θ.在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感强度为B.在导轨的A、C端连接一个阻值为R的电阻.一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,从静止开始沿导轨下滑.求ab棒的最大速度.(已知ab和导轨间的动摩擦因数为μ,导轨和金属棒的电阻不计)
三、能量类
电磁感应过程也是能的转化和守恒的过程,分析电磁感应中能的转化和守恒情况是解决能量类问题的关键.
例3.如图所示导体棒ab质量为100g,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触.导轨上放有质量为200g的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中,现将ab棒拉起0.8m高后无初速释放.当ab第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到0.45m高处,求:
⑴cd棒获得的速度大小;
⑵瞬间通过ab棒的电量;
⑶此过程中回路产生的焦耳热.
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