如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金
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如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金
题型:不详
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如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B
0
的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金属杆的电阻为r,其余部分电阻不计.
⑴若从t=0时刻起,磁场的磁感应强度均匀增加,每秒钟增量为k,施加一水平拉力保持金属杆静止不动,求金属杆中的感应电流.
⑵在情况⑴中金属杆始终保持不动,当t= t
1
秒末时,求水平拉力的大小.
⑶若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时,可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式.
答案
⑴
⑵
⑶
解析
试题分析:(1)由题得:磁感应强度B的变化率
,
由法拉第电磁感应定律知:回路中感应电动势
感应电流
,根据楞次定律知感应电流方向为逆时针,即由b→a→d→e.
(2)当
时,
,安培力大小为
;棒的水平拉力
(3)为了使棒中不产生感应电流,则回路中总磁通量不变.
t=0时刻,回路中磁通量为
;设t时刻磁感应强度为B,此时回路中磁通量为
应有
则
磁感应强度随时间的变化规律是B
点评:本题根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势,由欧姆定律和安培力公式推导安培力的表达式,是常用的方法和思路.当回路中没有感应电流产生时,回路总的磁通量应保持不变.
举一反三
如图所示,C是一只电容器,先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动,到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦,则ab以后的运动情况可能是( )
A.减速运动到停止
B.来回往复运动
C.匀速运动
D.加速运动
题型:不详
难度:
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如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出,外力做的功为W
1
,通过导线截面的电荷量为q
1
;第二次用0.9 s时间拉出,外力所做的功为W
2
,通过导线截面的电荷量为q
2
,则( )
A.W
1
<W
2
,q
1
<q
2
B.W
1
<W
2
,q
1
=q
2
C.W
1
>W
2
,q
1
=q
2
D.W
1
>W
2
,q
1
>q
2
题型:不详
难度:
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如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中 ( )
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流
B.线圈中将产生adcb方向的感应电流
C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcb
D.线圈中无感应电流产生
题型:不详
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如图所示,两根相距L平行放置的光滑导电轨道,与水平面的夹角均为
,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为r的金属杆ab,由静止开始沿导电轨道下滑.设下滑中ab杆始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道有足够的长度,且电阻不计.求:
(1)ab杆将做什么运动 ?若开始时就给ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动 (
).求拉力F与时间t的关系式.
题型:不详
难度:
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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相距1m,导轨平面与水平面成37
0
角,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg。电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。求:
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻
消耗的功率为
,求该速度的大小;
(
取
,
,
)
题型:不详
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