电学计算题满分练
1.(2019·哈尔滨三中三模)如图所示,质量为 4m的物块与边长为 L、质量为 m、阻值
为R的正方形金属线圈 abcd 由绕过轻质光滑定滑轮的绝缘细线相连,已知细线与斜面平行,
物块放在光滑且足够长的固定斜面上,斜面倾角为 30°。垂直纸面向里的匀强磁场的磁感
应强度为 B,磁场上下边缘的高度差为 L,上边界距离滑轮足够远,线圈 ab 边距离磁场下
边界的距离也为 L。现将物块由静止释放,已知线圈 cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运
动,不计空气阻力,重力加速度为 g,求:
(1)线圈刚进入磁场时 a、b两点的电势差大小;
(2)线圈通过磁场的过程中产生的热量。
解析:(1)线圈从开始运动到 ab 边刚进入磁场,根据机械能守恒定律可得
4mgLsin 30°=mgL+(4m+m)v2,
解得 v= ,
根据法拉第电磁感应定律可得,感应电动势
E=BLv=BL,
此时 ab 边相当于是电源,感应电流的方向为 badcb,a为正极,b为负极,所以 a、b
的电势差等于电路的路端电压,可得
Uab=E=BL。
(2)线圈 cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运动,所以线圈和物块均合外力为 0,可得
绳子的拉力为 2mg,线圈受的安培力为 mg,所以线圈匀速的速度满足
=mg,
线圈从开始运动到 cd 边刚离开磁场,根据能量守恒定律可知
4mg·3Lsin 30°=3mgL+(4m+m)vm2+Q,
联立解得 Q=3mgL-。
答案:(1)BL (2)3mgL-
2.(2019·湖南师大附中模拟)如图所示,一光滑绝缘细直杆 MN,长为 L,水平固定在
匀强电场中,电场强度大小为 E,方向与竖直方向夹角为 θ。杆的 M端固定一个带负电小
球A,电荷量大小为 Q;另一带负电的小球 B穿在杆上,可自由滑动,电荷量大小为 q,质
量为 m,现将小球 B从杆的 N端由静止释放,小球 B开始向右端运动,已知 k为静电力常
量,g为重力加速度,求: