如图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量

如图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量

题型:不详难度:来源:
如图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆abcd质量均为m,电阻均为R,若要使cd静止不动,则ab速度大小为多大?作用于ab杆上的外力大小为多大?

答案
  2mg
解析
解法一:因cd杆处于静止状态,故向上的安培力等于重力,即
       ①
回路中电流      ②
又           ③
联立①②③解得,方向竖直向上.
ab棒匀速运动时:

解法二:因cd静止、ab匀速运动,两棒均处于平衡状态,取abcd两棒整体研究,abcd中电流等大、反向,故abcd所受安培力等大、反向,安培力之和为零.故
又因cd静止,所以       ①
回路中电流      ②
又           ③
联立①②③解得,方向竖直向上。
举一反三
(2001年上海)如图所示,固定于水平面上的金属框cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长l的正方形,棒电阻r,其余电阻不计,开始时磁感应强度为B

(1)若以t=0时起,磁感应强度均匀增加,每秒增加量k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流。
(2)在上述情况中,棒始终保持静止,当t=t1时需加垂直于棒水平外力多大?
(3)若从t=0时起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右匀速运动,可使棒中不产生I,则磁感应强度应怎样随时间变化?(写出Bt的关系式)
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如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=300,在其上放置一矩形金属线框abcdab的边长l1=1m,bc的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近;重物质量M=2kg,离地面的高度为H=4.8m;斜面上efgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小为0.5T,方向垂直于斜面向上;已知ABef的距离为4.2m,efgh的距离为0.6m,ghCD的距离3.2m,取g=10m/s2;现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd边与AB边重合),求:

(1)通过计算,在右图中画出线框从静止开始运动到cd边与CD边重合时(不考虑ab边离开斜面后线框的翻转),线框的速度—时间图象.
(2)线框abcd在整个运动过程中产生的焦耳热.

 
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如图所示,长L1L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直。求:将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中,⑴拉力F大小;⑵拉力的功率P⑶拉力做的功W⑷线圈中产生的电热Q;⑸通过线圈某一截面的电荷量q

 
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如图12.2-4所示PO与QO是两根夹600角的光滑金属导轨,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面,区域足够大。金属滑杆MN垂直于∠POQ的平分线搁置,导轨和滑杆单位长度的电阻为r.在外力作用下滑杆从距O为a的地方以速度v匀速滑至距O为b的地方.试求:(1)右滑的全过程中,回路中产生的平均感应电动势;(2) 滑杆滑至距O为b的地方时,回路中的感应电动势;(3) 右滑过程中任一时刻拉力的功率;(4) 右滑全过程中,滑杆所产生的热量

 
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一个电阻为R的长方形线圈abcd沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上,ab=L1bc=L2,如图所示。现突然将线圈翻转1800,使abdc互换位置,用冲击电流计测得导线中流过的电量为Q1。然后维持ad边不动,将线圈绕ad边转动,使之突然竖直,这次测得导线中流过的电量为Q2,试求该处地磁场的磁感强度的大小。

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