如图所示,导体框架的平行导轨间距d=1m,框架平面与水平面夹角θ=300,匀强磁场方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,导体棒ab的质量m=0.2kg,电阻不计

如图所示,导体框架的平行导轨间距d=1m,框架平面与水平面夹角θ=300,匀强磁场方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,导体棒ab的质量m=0.2kg,电阻不计

题型:不详难度:来源:
如图所示,导体框架的平行导轨间距d=1m,框架平面与水平面夹角θ=300,匀强磁场方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,导体棒ab的质量m=0.2kg,电阻不计,水平跨在导轨上,且可无摩擦滑动,定值电阻的阻值R=0.1(g取10m/s2)求:

⑴ab下滑的最大速度;
⑵以最大速度下滑时,电阻R的热功率。
答案
(1)2.5m/s   (2)2.5W
解析

试题分析:(1)当加速度a=0时,导体棒的速度最大,有:
联立解得
(2)当导体棒速度达到最大后做匀速直线运动,根据能量守恒得,重力做功的功率等于整个回路产生的热功率,而整个回路产生的热功率等于ab棒上电热功率.有:
点评:解决本题的关键会通过导体棒的受力,判断其运动情况,知当加速度为零时,导体棒速度最大.
举一反三
一正方形闭合导线框abcd,边长为0.1m,各边电阻均为1Ω,bc边位于x轴上,在x轴原点O右方有宽为0.2m、磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区,如图所示,当线框以恒定速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区过程中,如图所示中,哪一图线可正确表示线框从进入到穿出过程中,ab边两端电势差Uab随位置变化的情况(   )
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如图,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,adbc间的距离也为lt=0时刻bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a-b-c-d-a的感应电流为正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是下图中的(   )
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如右图所示,闭合导体线框abcd从高处自由下落一段定距离后,进入一个有理想边界的匀强磁场中,磁场宽度h大于线圈宽度l。从bc边开始进入磁场到ad边即将进入磁场的这段时间里,下面表示该过程中线框里感应电流i随时间t变化规律的图象中,一定错误的是(     )
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如图甲所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,导轨左端通过导线与阻值为2Ω的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接。在矩形区域CDFE内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2m,CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示,在t=0时,一阻值为2Ω的金属棒在水平恒力F作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动,在金属棒从AB位置运动到EF位置的过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:

(1)通过小灯泡的电流大小  
(2)恒力F的大小  
(3)4s末金属棒的速度大小   
(4)金属棒的质量
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如图所示,处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时刻,线圈平面与纸面重合,线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向,则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是(  )


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