如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在的平面垂直,导线MN和PQ足够长,导轨间距L为0.5m,横跨在导

如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在的平面垂直,导线MN和PQ足够长,导轨间距L为0.5m,横跨在导

题型:山东省期中题难度:来源:
如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在的平面垂直,导线MN和PQ足够长,导轨间距L为0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的质量m=0.01Kg,电阻r=0.1 Ω,接在NQ间的电阻R=0.4 Ω,电压表为理想电表,其余电阻不计。若导体棒在F=0.2N水平外力作用下由静止开始向左运动,不计导体棒与导线框间的摩擦。求:
(1)金属棒运动的最大速度vm多大?此时电压表的示数U是多少?
(2)金属棒的速度V=Vm/4时,金属棒的加速度a为多少?
(3)若在金属棒运动达到最大速度的过程中棒前进了5m,则这个过程整个电路所产生的热量Q是多少?
(4)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,通过导体棒的电荷量为0.1C时,此过程中导体棒的位移是多大?(设此过程棒还未停止运动)
答案
解:(1)匀速运动时,物体速度达到最大值,此时物体受力平衡
F=BIL  ①
  ②
①②得Vm=10m/s
(2)物体在匀速之前,为加速度逐渐减小的加速运动
F-BIL=ma  ③
 ④
 ⑤
③④⑤得
(3)(4)“略”
举一反三
如图所示,将边长为l的正方形闭合线圈以不同速度v1v2向右匀速拉出磁场时(v1<v2),下列结论正确的是
[     ]
A.拉力所做的功W2>W1
B.拉力的功率P2>P1
C.流过线框的电荷量Q2>Q1
D.线框中的感应电流I2>I1  
题型:云南省期中题难度:| 查看答案
如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:
(1)磁感应强度的大小B;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;
(3)流经电流表电流的最大值Im
题型:云南省期中题难度:| 查看答案
图甲中的三个装置均在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中,足够长的光滑导轨固定不动,图2中电容器不带电。现使导体棒ab以水平初速度v0向右运动,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直,且接触良好。某同学定性画出了导体棒abv-t图像,如图乙所示。则他画出的是
[     ]
A.图1中导体棒abv-t图像
B.图2中导体棒abv-t图像
C.图3中导体棒abv-t图像
D.图2和图3中导体棒abv-t图像
题型:北京模拟题难度:| 查看答案
如图甲所示,MNPQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=2.0m,R是连在导轨一端的电阻,质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上,电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场。从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力,使其由静止开始沿导轨向左运动,电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示,其中OABC段是直线,AB段是曲线。假设在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直,且接触良好。不计电压传感器对电路的影响。g取10m/s2。求:
(1)导体棒ab最大速度vm的大小;
(2)在1.2s~2.4s的时间内,该装置总共产生的热量Q
(3)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。
题型:北京模拟题难度:| 查看答案
如图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力f。求:
(1)导轨对杆ab的阻力大小f;
(2)杆ab中通过的电流及其方向;
(3)导轨左端所接电阻的阻值R。
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