(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属

(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属

题型:不详难度:来源:
(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MNPQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:

(1)杆能达到的最大速度多大?
(2)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中金属杆ab的位移多大?                                              
(3)接(2)问,此过程中流过电阻R的电量?经历的时间?
答案
(1)  v=
(2)s=10m
(3)t =2.05s
解析
(1)由题意得:, ,  v=……(4分)
(2)由     Q=3.4J........................(2分)
FS=, 代入得:s=10m............(4分)
(3)电量q=.............(3分)
该过程由动量定理:FLqBL=mv0   得t =2.05s................(3分)
举一反三
如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为,则
A.>>B.<<
C.>>D.<<

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如图,光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的    匀强磁场,磁感强度为B。一质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距l0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计)。求:
(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度;(2)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

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(14分)如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从处以的初速度,沿x轴负方向做的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:

(1)金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;
(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;
(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s,以及0.4s时回路内的电阻R,然后代入q=求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
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(12分)如图所示,有一区域足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L,右端接有电阻RMN是一根质量为m的金属棒,金属棒与导轨垂直放置,且接触良好,金属棒与导轨电阻均不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现给金属棒一水平初速度v0,使它沿导轨向左运动。已知金属棒停止运动时位移为s。求:
(1)金属棒速度为v时的加速度为多大?
(2)金属棒运动过程中通过电阻R的电量q
(3)金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q
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如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,且保持线圈平面与磁场方向垂直,下述说法中正确的是(    )
A.线圈加速进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,感应电流越来越大
B.线圈匀速穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,感应电流越来越大
C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,感应电流越来越大
D.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,感应电流是恒定的

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