如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量

如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量

题型:不详难度:来源:
如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,导体棒与框架间的动摩擦因数为0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动,通过导体棒截面的电量共为Q=2C.求:

(1)导体棒匀速运动的速度;
(2)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒的电阻消耗的电功.
(sin 37°=0.6  cos 37°=0.8  g=10m/s2
答案
(1)5m/s(2)1.5J
解析

试题分析:(1)由安培力
可得
导体棒匀速下滑时,由力平衡得

所以
代入数据解得v=5m/s
(2)设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动下滑的距离为S,
通过导体棒截面的电量       
得到    
所以
根据能量守恒定律,得

点评:对某些电磁感应问题,我们可以从能量转化的角度出发,运用能量转化和守恒定律、功能关系分析解决。
举一反三
如图所示,为两个有界匀强磁场、磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定i电流沿逆时针方向时为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正值,外力F向右为正,则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电流i、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是

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如图甲所示,空间有一宽为0.2m的匀强磁场区域,磁感应强2T,方向垂直纸面向外,abcd是由均匀电阻丝做成的边长0.1m的正方形线框,总电阻为1Ω,线框以垂直磁场边界的速度10m/s匀速通过磁场区域,在运动过程中,线框ab 、cd两边始终与磁场边界平行,设线框刚进入磁场的位置t=0求:

(1)线框穿过磁场的过程中,线框中产生的焦耳热;
(2)画出线框穿过磁场过程中,cd两端电势差Ucd随时间t变化的图象(不需要分析说明)
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如图所示,电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,轨道所在平面的正方形区域内存在一有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上.电阻相同、质量均为m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上,甲金属杆恰好处在磁场的上边界处,甲、乙相距也为l.在静止释放两金属杆的同时,对甲施加一沿导轨平面且垂直于甲金属杆的外力,使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度a=gsinθ做匀加速直线运动,金属杆乙进入磁场时即做匀速运动.

(1) 求金属杆的电阻R
(2)若从开始释放两金属杆到金属杆乙刚离开磁场的过程中,金属杆乙中所产生的焦耳热为Q,求外力F在此过程中所做的功.
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如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M"N"的过程中,棒上感应电动势E随时间t变化的图示,可能正确的是(    )

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一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场,然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后进入没有磁场的右边空间,如图所示.若B1=2B2,方向均始终和线圈平面垂直,则在所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是(电流以逆时针方向为正)                                      

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