(20分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨MN、QP相距为l=1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,上端连接阻值为R=2Ω的电阻。匀
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(20分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨MN、QP相距为l=1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,上端连接阻值为R=2Ω的电阻。匀
题型:不详
难度:
来源:
(20分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨
MN
、
QP
相距为
l
=1m,导轨平面与水平面成
θ
=37°角,上端连接阻值为
R
=2Ω的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度
B
=0.4T。质量
m
=0.2kg、电阻
r
=1Ω的金属棒
ab
,以初速度
v
0
从导轨底端向上滑行,金属棒
ab
在安培力和一
平行于导轨平面的外力
F
的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为
a
=3m/s
2
,方向始终沿导轨向下,在金属棒在导轨上运动的过程中,电阻
R
消耗的最大功率
P
m
=1.28W。设金属棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数
=0.25。(
g
="10" m/s
2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)金属棒初速度
v
0
的大小;
(2)当金属棒速度的大小为初速度大小一半时施加在金属棒上外力
F
的大小和方向;
(3)请画出金属棒在导轨上整个运动过程中外力
F
随时间
t
变化所对应的图线。(不需要写出现计算过程)
答案
(1)
(2)在上升过程中:
,方向沿导轨平面向上;
在下降过程中:
,方向沿导轨平面向上
(3)图线见解析。
解析
(1)
(2分)
(2分)
(2分)
(2)当
时,
(2分)
分两种情况
ⅰ)在上升过程中
(2分)
(1分) 方向沿导轨平面向上 (1分)
ⅱ)在下降过程中
(2分)
(1分)方向沿导轨平面向上(1分)
(3)如图所示(4分)
举一反三
如右图正方形线框abcd长为L,每边电阻均为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度
转动,c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r。则下列说法中正确的是( )
A.S断开时,电压表读数为
B.S断开时,电压表读数为
C.S闭合时,电流表读数为
D.S闭合时,线框从图示位置转过
过程中流过电流表的电量为
题型:不详
难度:
|
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(8分)如图所示,边长为
L
、匝数为
的正方形金属线框,它的质量为
m
、电阻为
R
,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间的变化规律为
B
=
kt
。求:
(1)线框中的电流强度为多大?
(2)
t
时刻线框受的安培力多大?
题型:不详
难度:
|
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(10分)如图所示,边长为
L
=0.20m的正方形金属线框放在光滑、绝缘的水平面上,线框的总电阻为
R
=1.0Ω.有界匀强磁场方向坚直向下,磁感强度大小为
B
=0.50T,线框的右边与磁场边界平行.现用一水平外力将线框以
的速度匀速拉出磁场区域.求:
(1)线框离开磁场的过程中受到的安培力的大小
(2)将线框完全拉出磁场区域的过程中,线框中产生的焦耳热
题型:不详
难度:
|
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(12分)水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为
L
,一端通过导线与阻值为
R
的电阻连接;导轨上放一质量为
m
的金属杆(如左下图),金属杆与导轨的电阻忽略不计,均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力
F
作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度
v
也会变化,
v
和
F
的关系如右下图.(取重力加速度
g
="10" m/s
2
)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若
m
=0.5 kg,
L
=0.5 m,
R
=0.5 Ω,磁感应强度
B
为多大?
(3)由
v
-
F
图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
题型:不详
难度:
|
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(文)、用图示装置进行电磁感应实验,下列操作不能形成感应电流的是
A.电键闭合和断开的瞬间
B.电键闭合,移动滑动变阻器的滑动触头
C.电键闭合后线圈
A
在
B
中插入或拔出
D.只电键保持闭合
题型:不详
难度:
|
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