如图所示,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体ab质量是0.2kg,电阻是0.1,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,方向垂直框架向上,现用1N的外力

如图所示,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体ab质量是0.2kg,电阻是0.1,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,方向垂直框架向上,现用1N的外力

题型:不详难度:来源:
如图所示,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体ab质量是0.2kg,电阻是0.1,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,方向垂直框架向上,现用1N的外力F由静止拉动ab杆,当ab的速度达到1m/s时,

(1)求此时刻ab杆产生的感应电动势的大小;
(2)求此时刻ab杆的加速度的大小;
(3)ab杆所能达到的最大速度是多少。
答案
(1)0.1V  (2)   (3)10m/s
解析

试题分析:(1)ab的速度达到1m/s时,由法拉第电磁感应定律有:
   
(2)此时安培力为
由闭合电路欧姆定律有:

由牛顿第二定律有:
 
                  
(3)设ab的最大速度为,当时,速度最大  
    

点评:中等难度。本题综合了电磁感应、电路、力学等知识.考查分析和解决综合题的能力。
举一反三
轻质细线吊着一质量为m=0.42kg,边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为r=l。在框的中间位置以下区域分布着矩形磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,

求:
(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针?
(2)线圈的电功率;
(3)在t=4s时轻质细线的拉力大小
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场I以及匀强磁场Ⅱ,O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点,MP区域是真空的,OM=MP=L。在第二象限存在沿x轴正向的匀强电场.一质量为m带电量为+q的带电粒子从电场中坐标为(-L,O)的点以速度v0沿+y方向射出,从y轴上坐标(O,2L) 的C处射入区域I,并且沿x的正方向射出区域I,带电粒子经过匀强磁场Ⅱ后第二次经过y,轴时就回到C点(粒子的重力忽略不计).求:
(1)第二象限匀强电场场强E的大小;
(2)区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少?
(4)粒子两次经过C的时间间隔为多少?
(5)请你通过对粒子运动轨迹描述定性判断:带电粒子能否通过坐标为(L,10L)的点.

题型:不详难度:| 查看答案
( 12分)如图所示,电源电动势内阻,电阻。间距的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,忽略空气对小球的作用,取
(1)当Rx=29Ω时,电阻消耗的电功率是多大?
(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为,则Rx是多少?
题型:不详难度:| 查看答案
地面上空同时存在着匀强的电场与磁场,一质量为m的带正电小球,在该区域内沿水平方向向右做直线运动,如图所示,关于场的分布情况可能的是(  )
A.该处电场方向和磁场方向重合
B.电场竖直向上,磁场垂直纸面向里
C.电场斜向里侧上方,磁场斜向外侧上方,均与v垂直
D.电场水平向右,磁场垂直纸面向里

题型:不详难度:| 查看答案
(9分)如图所示,在水平地面上方附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域。磁场的磁感应强度为B,方向水平并垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v的匀速圆周运动,重力加速度为g
(1)求此区域内电场强度的大小和方向。
(2)若某时刻微粒在场中运动到P点时,速度与水平方向的夹角为60°,且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离。
(3)当带电微粒运动至最高点时,将电场强度的大小变为原来的1/2(不计电场变化对原磁场的影响),且带电微粒能落至地面,求带电微粒落至地面时的速度大小。
题型:不详难度:| 查看答案
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