金属棒在磁场中转动产生感应电动势与转抽有关吗_百度知道
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金属棒在磁场中转动产生感应电动势与转抽有关吗
上图ab导体棒，在磁场中以以O点垂直导体棒为转轴，以角速度ω旋转，ob段电动势E=B*Ob*ω*Ob/2；电动势方向Ob（b点电势高）aO段电动势E=B*aO*ω*aO/2；电动势方向Oa（a点电势高）则ab总电动势Eab=B*ab*ω*(aO-bO/)2& &由于O点的位置选择在ab上如果处在ab中点，总电动势为零了所以：与转轴的位置有关。
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2018届高考物理一轮复习新人教版教师用书：第9章 电磁感应 专题十二 电磁感应中的动力学和能量综合问题（含答案）
2018届高考物理一轮复习新人教版教师用书：第9章 电磁感应 专题十二 电磁感应中的动力学和能量综合问题（含答案）
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资源库-微信公众号由图看出,左段区域中磁感应强度随时间线性变化,其变化率一定,由法拉第电磁感应定律得知,回路中磁通量的变化率相同,由法拉第电磁感应定律求出回路中感应电动势.根据欧姆定律和焦耳定律结合求解金属棒在弧形轨道上滑行过程中产生的焦耳热.再根据能量守恒求出金属棒在水平轨道上滑行的过程中产生的焦耳热,即可得到总热量.在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场的一瞬间,在很短的时间内,根据法拉第电磁感应定律和感应电流的表达式,求出感应电荷量.再进行讨论.
解:由图可知,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势金属棒在弧形轨道上滑行过程中,产生的焦耳热金属棒在弧形轨道上滑行过程中,根据机械能守恒定律金属棒在水平轨道上滑行的过程中,产生的焦耳热为,根据能量守恒定律所以,金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热.根据图,处磁场的磁感应强度.设金属棒在水平轨道上滑行时间为.由于磁场沿方向均匀变化,根据法拉第电磁感应定律时间内的平均感应电动势所以,通过金属棒电荷量.金属棒在弧形轨道上滑行过程中,根据式,金属棒在水平轨道上滑行过程中,由于滑行速度和磁场的磁感应强度都在减小,所以,此过程中,金属棒刚进入磁场时,感应电流最大.根据式,刚进入水平轨道时,金属棒的速度所以,水平轨道上滑行过程中的最大电流若金属棒自由下落高度,经历时间,显然所以,综上所述,金属棒刚进入水平轨道时,即金属棒在处,感应电流最大.答:金属棒在圆弧轨道上滑动过程中,回路中产生的感应电动势是;金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热为;.金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量为;.金属棒在全部运动过程中金属棒刚进入水平轨道时,即金属棒在处,感应电流最大.
本题中问,磁通量均匀变化,回路中产生的感应电动势和感应电流均恒定,由法拉第电磁感应定律研究感应电动势是关键.对于感应电荷量,要能熟练地应用法拉第定律和欧姆定律进行推导.
4388@@3@@@@导体切割磁感线时的感应电动势@@@@@@290@@Physics@@Senior@@$290@@2@@@@电磁感应@@@@@@58@@Physics@@Senior@@$58@@1@@@@电磁学@@@@@@8@@Physics@@Senior@@$8@@0@@@@高中物理@@@@@@-1@@Physics@@Senior@@$4337@@3@@@@闭合电路的欧姆定律@@@@@@288@@Physics@@Senior@@$288@@2@@@@电路与恒定电流@@@@@@58@@Physics@@Senior@@$58@@1@@@@电磁学@@@@@@8@@Physics@@Senior@@$8@@0@@@@高中物理@@@@@@-1@@Physics@@Senior@@$4387@@3@@@@法拉第电磁感应定律@@@@@@290@@Physics@@Senior@@$290@@2@@@@电磁感应@@@@@@58@@Physics@@Senior@@$58@@1@@@@电磁学@@@@@@8@@Physics@@Senior@@$8@@0@@@@高中物理@@@@@@-1@@Physics@@Senior@@$4392@@3@@@@电磁感应中的能量转化@@@@@@290@@Physics@@Senior@@$290@@2@@@@电磁感应@@@@@@58@@Physics@@Senior@@$58@@1@@@@电磁学@@@@@@8@@Physics@@Senior@@$8@@0@@@@高中物理@@@@@@-1@@Physics@@Senior@@
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第二大题，第4小题
求解答 学习搜索引擎 | 如图1所示,一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L,距左端L处的右侧一段被弯成半径为\frac{L}{2}的四分之一圆弧,圆弧导轨的左,右两段处于高度相差\frac{L}{2}的水平面上.以弧形导轨的末端点O为坐标原点,水平向右为x轴正方向,建立Ox坐标轴.圆弧导轨所在区域无磁场;左段区域存在空间上均匀分布,但随时间t均匀变化的磁场B(t),如图2所示;右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化,只沿x方向均匀变化的磁场B(x),如图3所示;磁场B(t)和B(x)的方向均竖直向上.在圆弧导轨最上端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化,金属棒与导轨始终接触良好,经过时间{{t}_{0}}金属棒恰好滑到圆弧导轨底端.已知金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g.(1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中,回路中产生的感应电动势E;(2)如果根据已知条件,金属棒能离开右段磁场B(x)区域,离开时的速度为v,求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q;(3)如果根据已知条件,金属棒滑行到x={{x}_{1}}位置时停下来,a.求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q;b.通过计算,确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置.& 电磁感应中的能量转化知识点 & “如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨...”习题详情
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如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上．在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t金属棒恰好滑到圆弧导轨底端．已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g．（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x1位置时停下来，a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置．&
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：2012-北京市西城区高考物理一模试卷
分析与解答
习题“如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．...”的分析与解答如下所示：
（1）由图2可知，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势①（2）金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律②金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为Q2，根据能量守恒定律所以，金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热（3）a．根据图3，x=x1（x1＜x）处磁场的磁感应强度．设金属棒在水平轨道上滑行时间为△t．由于磁场B（x）沿x方向均匀变化，根据法拉第电磁感应定律△t时间内的平均感应电动势所以，通过金属棒电荷量b．金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据①式，金属棒在水平轨道上滑行过程中，由于滑行速度和磁场的磁感应强度都在减小，所以，此过程中，金属棒刚进入磁场时，感应电流最大．根据②式，刚进入水平轨道时，金属棒的速度所以，水平轨道上滑行过程中的最大电流若金属棒自由下落高度，经历时间，显然t＞t所以，综上所述，金属棒刚进入水平轨道时，即金属棒在x=0处，感应电流最大．答：（1）金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E是；（2）金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q为+mg-；（3）a．金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q为；b．金属棒在全部运动过程中金属棒刚进入水平轨道时，即金属棒在x=0处，感应电流最大．
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如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立O...
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经过分析，习题“如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．...”主要考察你对“电磁感应中的能量转化”
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
电磁感应中的能量转化
与“如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．...”相似的题目：
如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中．有一质量为m的导体棒以初速度v从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点．在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q．已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计．则&&&&该过程中导体棒做匀减速运动该过程中接触电阻产生的热量为开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为当导体棒的速度为时，回路中感应电流大小为初始时的一半
有一种磁性加热装置，其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根间距相等的平行金属条组成，成“鼠笼”状，如图所示．每根金属条的长度为l，电阻为R，金属环的直径为D，电阻不计．图中虚线表示的空间范围内存在着磁感强度为B的匀强磁场，磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距．当金属环以角速度ω绕过两圆环圆心的轴OO′旋转时，始终有一根金属条在垂直切割磁感线．“鼠笼”的转动由一台电动机带动，这套设备的效率为η，求电动机输出的机械功率．&&&&
一个100匝的闭合圆形线圈，总电阻为15.0Ω，面积为50cm2，放在匀强磁场中，线圈平面跟磁感线方向垂直．匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图（b）所示．设t=0时，B的方向如图（a）所示，垂直于纸面向里．则线圈在0～4&10-3s内的平均感应电动势的大小是&&&&伏；在2s内线圈中产生的热量是&&&&焦．
“如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨...”的最新评论
该知识点好题
1（2011o江苏）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中（　　）
2（2011o天津）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止．取g=10m/s2，问：（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？
3（2011o上海）电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J．（取g=10m/s2）求：（1）金属棒在此过程中克服安培力的功W安；（2）金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a．（3）为求金属棒下滑的最大速度vm，有同学解答如下：由动能定理W重-W安=12mvm2，…．由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答．
该知识点易错题
1（2011o上海）电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J．（取g=10m/s2）求：（1）金属棒在此过程中克服安培力的功W安；（2）金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a．（3）为求金属棒下滑的最大速度vm，有同学解答如下：由动能定理W重-W安=12mvm2，…．由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答．
2（2011o江东区模拟）如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环球，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1=12R，R2=4R．在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B．现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，且平行轨道足够长．已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2．（1）求导体棒ab下落到r2时的加速度大小．（2）若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场I和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2．
3（2011o淮安模拟）如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直方向的磁场中，整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4…组成，磁感应强度B1、B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B．导轨左端MP间接一电阻R，质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，不计导轨的电阻．现对棒ab施加水平向右的拉力，使其从区域1磁场左边界位置开始以速度v0向右作匀速直线运动并穿越n个磁场区域．（1）求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q；（2）求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W；（3）规定棒中从a到b的电流方向为正，画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象；（4）求棒ab穿越n个磁场区域的过程中通过电阻R的净电荷量q．
欢迎来到乐乐题库，查看习题“如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上．在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t金属棒恰好滑到圆弧导轨底端．已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g．（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x1位置时停下来，a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置．”的答案、考点梳理，并查找与习题“如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上．在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t金属棒恰好滑到圆弧导轨底端．已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g．（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x1位置时停下来，a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置．”相似的习题。}