如图所示,MN、PQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在
题型:不详难度:来源:
如图所示,MN、PQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨在导体棒的中点对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1 J,g取10 m/s2.求:
小题1:到达cd位置时,对导体棒施加的作用力; 小题2:导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功. |
答案
小题1:0.12 N,方向平行导轨向上 小题2:WF=-0.3 J. |
解析
(1)导体棒在cd处速度为:v=at=4 m/s (2分) 切割磁感线产生的电动势为:E=BLv=0.8 V (2分) 回路感应电流为:I==0.4 A (2分) 导体棒在cd处受安培力:F安=BIL=0.08 N (2分) 平行导轨向下为正方向:mgsinθ+F-F安=ma (2分) 解得:F=-0.12 N 对导体棒施加的作用力大小为0.12 N,方向平行导轨向上.(2分) (2)ab到cd的距离:x=at2=2 m (2分) 根据功能关系:mgxsinθ+WF-Q=mv2-0 (2分) 解得:WF=-0.3 J. (2分) |
举一反三
当一段导线在磁场中做切割磁感线运动时,则: ( )A.导线中一定有感应电流 | B.导线中一定有感应电动势 | C.导线上一定会产生焦耳热 | D.导线一定受到磁场的作用力,这个力阻碍导线运动 |
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“磁单极子”是指只有S极或只有N极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子。如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一,abcd为用超导材料围成的闭合回路,该回路放置在防磁装置中,可认为不受周围其他磁场的作用.设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路,那么在回路中可能发生的现象是 ( )
A.回路中无感应电流 | B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流 | C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流 | D.回路中形成先abcda流向后adcba的感应电流 |
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如图,条形磁铁沿螺线管的轴线,以左边插入右边拉出的过程中,流过电流表的电流方向是( )
A.从a端流入,b端流出 | B.从b端流入,a端流出 | C.先从a端流入,b端流出,然后反向 | D.先从b端流入,a端流出,然后反向 |
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如图甲所示螺线管匝数,匝,横截面积cm2,电阻,与螺线管串联的外电阻,,穿过螺线管方向向右的匀强磁场的磁感应强度按乙所示规律变化,求
小题1:磁场随时间变化的表达式? 小题2:求磁感应电动势 小题3: 3s内电荷量? 小题4:若磁场与面成300角,则磁感应电动势为多少? |
(供选用1-1的考生做) 如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2是线圈的对称轴,应使线圈怎样运动才能使其产生感生电流?
A.线圈向右匀速移动 | B.线圈向右加速移动 | C.线圈垂直于纸面向里平动 | D.线圈绕O1O2轴转动 |
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