如图所示,两足够长平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之
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如图所示,两足够长平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之
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如图所示,两足够长平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之比为2:1.用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd,经过足够长时间以后
A.金属棒ab、cd都做匀速运动
B.金属棒ab上的电流方向是由b向a
C.金属棒cd所受安培力的大小等于2F/3
D.两金属棒间距离保持不变
答案
BC
解析
试题分析:若金属棒ab做匀速运动,所受的安培力为零,ab中电流为零,则cd中电流也为零,cd不受安培力,但还受到F作用,cd将做匀加速运动,故A错误;若两金属棒间距离保持不变,回路的磁通量不变,没有感应电流产生,两棒都不受安培力,则cd将做匀加速运动,两者距离将增大,故AD均错误;由上分析得知,当两棒的运动稳定时,两棒速度之差一定,回路中产生的感应电流一定,两棒所受的安培力都保持不变,一起以相同的加速度做匀加速运动,由于两者距离不断增大,穿过回路的磁通量增大,由楞次定律判断可知,金属棒ab上的电流方向是由b向a.设cd棒的质量为m,则根据牛顿第二定律得:对整体:F="3ma" ,对cd棒:F-F
A
=ma,解得F
A
=
F,故BC正确.
举一反三
如图所示,边长为L的正方形线圈abcd,其匝数为n,总电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是
A.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e=nBL
2
ωsinωt
B.在t=
时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,此时磁通量随时间变化最快
C.从t=0时刻到t=
时刻,电阻R上产生的热量为Q=n
2
B
2
L
4
πωR/16(R+r)
2
D.从t=0时刻到t=
时刻,通过R的电荷量q=BL
2
/2R
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(15分)如图所示,水平虚线L
1
、L
2
之间是匀强磁场,磁场方向水平向里,磁场高度为h.竖直平面内有一等腰梯形线框,底边水平,其上下边长之比为5:1,高为2h.现使线框AB边在磁场边界L
1
的上方h高处由静止自由下落,当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0,在DC边刚进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动。求:
(1)DC边刚进入磁场时,线框的加速度;
(2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中,线框损失的机械能和重力做功之比;
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如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,ab棒的速度大小为v,则ab棒在这一过程中( ).
A.运动的平均速度大小为
v
B.下滑的位移大小为
C.产生的焦耳热为qBLv
D.受到的最大安培力大小为
sin θ
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如图所示,金属杆
放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长
宽
回路总电阻
回路处在竖直向上的磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量
的木块,磁感应强度从
开始随时间均匀增强,5s末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g取
,求回路中的电流强度。
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如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)。两线圈在距磁场上界面
高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面。运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为
、
,在磁场中运动时产生的热量分别为
、
,不计空气阻力,则
A.
B.
C.
D.
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