如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的

如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的

题型:不详难度:来源:
如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的电阻不计),EF杆放置在水平绝缘平台上,回路NMEF置于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向里,磁感应强度B=1T,试求:

(1)EF杆不动,MN杆以0.1m/s的速度向上运动时,杆MN两端哪端的电势高?MN两端电势差为多大?
(2)当MN杆和EF杆的质量均为m=10-2kg。MN杆须有多大的速度向上运动时,EF杆将开始向上运动?此时拉力的功率为多大?
答案
(1)M端  0.01V (2)1m/s   0.2W
解析

试题分析:(1)由右手定则可知M端电势高,N端电势低。
由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律可得

(2)由平衡条件知当EF杆开始运动时有
可得

以此时拉力大小为
则拉力功率为
点评:在电磁感应现象中,判断电势的高低常常要区分是电源和外电路,根据电源的正极电势比负极电势高,在外电路中,顺着电流方向,电势降低,运用楞次定律判断电流方向,确定电势的高低。本题计算功率的关键是EF杆开始运动时有
举一反三
如图所示,长L1宽L2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。将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场,求:①拉力F大小;②拉力的功率P;③拉力做的功W;④线圈中产生的电热Q;⑤通过线圈某一截面的电荷量q。
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如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g,下列说法中正确的是(      )

A.P=3mgvsinθ
B.导体棒在速度达到v后做加速度增大的加速运动
C.当导体棒速度达到v时加速度为sinθ
D.在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
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(14分)如图所示,轮轴大轮半径为3r,小轮半径为r,大轮边悬挂质量为m的重物,小轮边悬挂“日”字型线框,线框质量也为m,线框竖直边电阻不计,三根横边边长为L,电阻均为R。水平方向匀强磁场的磁感应强度为B,磁场宽度与线框横边间距相同,均为h,轮轴质量和摩擦不计。从静止释放重物,线框一进入磁场就做匀速运动。

(1)判断“日”字型线框最上面的一条边进入磁场时,流经它的电流方向;
(2)求线框进入磁场的速度大小v;
(3)求刚释放重物时,线框上边与磁场下边缘的距离H;
(4)求线框全部通过磁场的过程中产生的热量Q。
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如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场有理想边界,用力将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出,在其他条件不变的情况下(    )
A.速度越大,拉力做功越多
B.线圈边长L1越大,拉力做功越多
C.线圈边长L2越大,拉力做功越多
D.线圈电阻越大,拉力做功越多

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(16分)如图所示,两水平线L1L2分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,宽度为d,正方形线框abcd由均匀材料制成,其边长为LL<d)、质量为m、总电阻为R.将线框在磁场上方高h处由静止开始释放,已知线框的ab边刚进入磁场时和刚穿出磁场时的速度相同.求:

(1)ab边刚进入磁场时ab两端的电势差Uab
(2)ab边刚进入磁场时线框加速度的大小和方向;
(3)整个线框进入磁场过程所需的时间.
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