在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.2 T,有一水平放置的光滑框架,宽度为L=0.4 m,如图所示,框架上放置一质量为0.05 kg,电阻为1 Ω的

在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.2 T,有一水平放置的光滑框架,宽度为L=0.4 m,如图所示,框架上放置一质量为0.05 kg,电阻为1 Ω的

题型:不详难度:来源:
在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.2 T,有一水平放置的光滑框架,宽度为L=0.4 m,如图所示,框架上放置一质量为0.05 kg,电阻为1 Ω的金属杆cd,框架电阻不计.若cd杆以恒定加速度a=2 m/s2,由静止开始做匀变速运动,则

(1)在5 s内平均感应电动势是多少?
(2)第5 s末,回路中的电流多大?
(3)第5 s末,作用在cd杆上的水平外力多大?
答案
(1)=0.4 V (2) 0.8 A. (3) 0.164 N.
解析

试题分析:(1)5 s内的位移:x=at2=25 m  
5 s内的平均速度=5 m/s
(也可用求解)
故平均感应电动势=BL=0.4 V     
(2)第5 s末:v=at=10 m/s          
此时感应电动势:E=BLv        
则回路电流为:I=A=0.8 A. 
(3)杆匀加速运动,则F-F=ma          
即F=BIL+ma=0.164 N.           
点评:本题是电磁感应中的力学问题,综合了电磁感应、电路、力学等知识.考查分析和解决综合题的能力.
举一反三
如图所示,相互垂直的匀强电场和匀强磁场,其电场强度和磁感应强度分别为EB,一个质量为m,带正电荷量为q的油滴,以水平速度v0a点射入,经一段时间后运动到b.试计算:

(1)油滴刚进入叠加场a点时的加速度.
(2)若到达b点时,偏离入射方向的距离为d,此时速度大小为多大?
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光滑的平行金属导轨长L=2 m,两导轨间距d=0.5 m,轨道平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6 Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1 T,如图所示.有一质量m=0.5 kg、电阻r=0.4 Ω的金属棒ab,放在导轨最上端,其余部分电阻不计.已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量Q1=0.6 J,取g=10 m/s2,试求:

(1)当棒的速度v=2 m/s时,电阻R两端的电压;
(2)棒下滑到轨道最底端时速度的大小;
(3)棒下滑到轨道最底端时加速度a的大小.
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图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R,开关闭合.两平行金属极板ab间有垂直纸面向里的匀强磁场,一带正电粒子正好以速度v匀速穿过两板.不计带电粒子的重力,以下说法正确的是
A.保持开关闭合,将滑片p向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出
B.保持开关闭合,将滑片p向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出
C.保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子将继续沿直线穿出
D.如果将开关断开,粒子将继续沿直线穿出

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如图,圆柱桶的一个横截面在xOy平面内,与x轴相切于坐标原点O,圆心为,半径为,在与y轴成=角的直径两端开有小孔。现在桶内加匀强磁场,磁感应强度为,方向平行于轴线向外,该装置就是一个离子速度选择器。离子束以某一入射角从孔射入,取值不同,就有不同速率的离子从孔射出。x轴下方存在方向沿x轴正向的匀强电场,其右边界上放置一个与y轴平行、间距为的挡板,板上开有小孔(与共线),紧靠孔处安放一离子探测器。当离子源S以入射角对准孔发射某种正离子,电场场强大小为时,探测器检测到有离子射入。不计离子重力和离子间的作用,打在桶壁和挡板上的离子不再反弹。试求:

(1)射入探测器上的离子的比荷(电荷量与质量之比);
(2)射入探测器上的离子在磁场和电场中运动的时间之比。
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如图所示,质量为m,电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场,若微粒在复合场中做直线运动,则粒子带______电,电场强度E=__________.
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