电磁学计算题2.pdf

1如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成30的角倾斜固定细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E2104N/C.在细杆上套有一个带电量为q 1.73105C、质量为 m3102kg的小球现使小球从细杆的顶端A 由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点已知 AB间距离 x10.4 m，g10 m/s2.求：(1)小球在 B 点的速度 vB；(2)小球进入电场后滑行的最大距离x2；(3)小球从 A 点滑至 C点的时间是多少？【答案】(1)2 m/s(2)0.4 m(3)0.8 s 2如图所示，BCDG是光滑绝缘的34圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B 点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为34mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g.(1)若滑块从水平轨道上距离B 点 s3R的 A 点由静止释放，滑块到达与圆心O 等高的 C点时速度为多大？(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小；(3)改变 s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G 点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小【答案】见解析3如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻R.一根质量为 m、电阻为 r 的金属杆 ab 垂直放置在导轨上在杆的右方距杆为d 处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力求：(1)导轨对杆ab 的阻力大小Ff；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -(2)杆 ab 中通过的电流及其方向；(3)导轨左端所接电阻R的阻值【答案】(1)F 22mvd(2)22mvBld方向ab(3)22 2B l dmvr4位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab 长 L11.0 m，bd 长 L20.5 m，线框的质量m 0.2 kg，电阻 R2.其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP 和 均与 ab 平行两边界间距离为H，HL2，磁场的磁感应强度B1.0 T，方向与线框平面垂直。

如图27 所示，令线框的dc 边从离磁场区域上边界PP 的距离为h0.7 m 处自由下落已知线框的dc 边进入磁场以后，ab 边到达边界PP 之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值问从线框开始下落，到dc 边刚刚到达磁场区域下边界 的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？(g 取 10 m/s2)【答案】0.8 J5右图电路中R112，R26，滑动变阻器R3上标有“20，2 A”字样，理想电压表的量程有03 V 和 015 V 两挡，理想电流表的量程有00.6 A和 03 A 两挡闭合开关S，将滑片P 从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5 V 和 0.3 A；继续向右移动滑片P 至另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，求：(1)此时电流表示数；(2)电源的电动势【答案】(1)0.15 A(2)7.5 V6如图所示的电路中，E10 V，R14，R26，电池内阻不计，C1C230 F.先闭合开关S，待电路稳定后再断开S，求断开S后通过电阻R1的电荷量.【答案】4.2 104 C名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -7(14 分)有一个小型直流电动机,把它接入电压为U1=0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I1=0.4 A；若把电动机接入U2=2.0 V 的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2=1.0 A.求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大?【答案】1.5 W 8 W8一长为 L 的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q 的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达B点速度恰好为零试求：(1)AB 两点的电势差UAB；(2)匀强电场的场强大小；(3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小【答案】(1)32mgLq(2)3mgq(3)3mg9(12 分)一个不带电的金属板，表面有很薄的光滑绝缘层，与水平方向成角放置.金属板上B、C两点间的距离为L，在金属板上方的A点固定一个带电荷量为+Q的点电荷，金属板处在+Q的电场中.已知 A、B、C 三点在同一竖直平面内，且AB水平，AC竖直，如图所示.将一个带电荷量为+q(q Q，q 对原电场无影响)可看做点电荷的小球，从B点无初速释放，如果小球质量为m，下滑过程中带电荷量不变，求：(1)小球在 B点的加速度；(2)下滑到 C点时的速度.【答案】(1)gsin (2)10水平面上有电阻不计的U形导轨 NMPQ，它们之间的宽度为L，M和 P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R 的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为 且指向右斜上方，如图所示，问：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -(1)当 ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若 B的大小和方向均能改变，则要使 ab 棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？【答案】(1)mgcosBLERsinBLER(2)BminmgREL水平向右从 b 向 a 看侧视图如图所示11如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102kg 的通电直导线，电流强度 I 1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设 t 0 时，B0，则需要几秒，斜面对导线的支持力为零？(g 取 10 m/s2)【答案】5 s12(14 分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50 T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻 r=0.50 的直流电源.现把一个质量m=0.040 kg 的导体棒ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5，金属导轨电阻不计，g 取 10 m/s2.已知 sin37=0.60,cos37=0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力.【答案】(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N，方向沿斜面向下13如图所示，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动.当导线中通有如图所示方向的电流I 时，试判断导线的运动情况.【答案】见解析名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -。