如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,

如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,

题型:广东难度:来源:
如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置间距为d的平行金属板,R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻.
(1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v.
(2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的Rx魔方格
答案
(1)导体棒匀速下滑时,Mgsinθ=BIl①
      I=
Mgsinθ
Bl

      设导体棒产生的感应电动势为E0
      E0=BLv③
     由闭合电路欧姆定律得:
            I=
E0
R+Rx

           联立②③④,得
          v=
2MgRsinθ
B2l2

(2)改变Rx由②式可知电流不变.设带电微粒在金属板间匀速通过时,板间电压为U,电场强度大小为E
U=IRx
E=
U
d

mg=qE⑧
联立②⑥⑦⑧,得
Rx=
mBld
qMsinθ

 答:(1)通过棒的电I=
Mgsinθ
Bl
及棒的速率v=
Mgsinθ
Bl

(2)此时的Rx=
Mgsinθ
Bl
举一反三
边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下,将穿过方向如图所示的有界匀强磁场.磁场范围宽为d(d>L).已知线框进入磁场时恰好匀速.则线框进入磁场的过程和从另一侧出磁场的过程相比较,下列说法正确的是(   )
题型:镇江模拟难度:| 查看答案
题型:不详难度:| 查看答案
A.线框中感应电流的方向相反
B.所受安培力的方向相反
C.出磁场过程产生的电能一定大于进磁场过程产生的电能
D.出磁场过程中任意时刻的电功率一定大于进磁场时的电功率
如图所示,两平行光滑导轨相距为0.2m处于一匀强磁场中,金属棒MN的质量为m=10-2kg,电阻R=8Ω,水平放置在导轨上并与导轨接触良好,匀强磁场的磁感应强度B=0.8T,方向竖直向下,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,当开关S闭合时,MN处于静止状态(设θ=45°,g=10m/s2
(1)金属棒MN受到的安培力多大?
(2)变阻器R1此时电阻为多少?魔方格
如图所示,水平面内两根光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,一定质量的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.若对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动并依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计,a到b与b到c的距离相等,则下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是(  )
题型:资阳二模难度:| 查看答案
题型:不详难度:| 查看答案
题型:不详难度:| 查看答案
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A.在从a到b与从b到c的两个过程中,通过电阻R的电量之比为1:1
B.在从a到b与从b到c的两个过程中,电阻R上产生的热量之比为1:1
C.金属棒通过b、c两位置时,电阻R消耗的功率之比为1:2
D.金属棒通过b、c两位置时,外力F做功的功率之比为1:2
如图甲所示,一边长为2.5m的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为0.6T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平外力作用下线框由静止开始经过5s被匀加速拉出磁场.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如乙图所示.在金属线框被拉出的过程中,通过线框导线横截面的电量为______C,线框的电阻为______Ω,线框的加速度大小为______m/s2

魔方格
如图甲所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离江1.0m,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的M、P两端连接阻值为R=2.5Ω的电阻,金属棒础垂直于导轨放置并用细线通过光滑轻质定滑轮与重物相连,金属棒ab的质量m=0.20kg,电阻r=0.50Ω,重物的质量M=0.50kg.如果将金属棒和重物由静止释放,金属棒沿斜面上滑的距离x与时间t的关系图象如图乙所示.不计导轨电阻,g取10m/s2.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)0.6s内通过电阻R的电荷量;
(3)0.6s内回路中产生的热量.

魔方格