(14分)如图甲所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的
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(14分)如图甲所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的
题型:不详
难度:
来源:
(14分)如图甲所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B
0
=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ
(2)cd离NQ的距离s
(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)。
答案
(1)μ=0.5(2)
(3)
(4)
解析
(14分)
解:(1)当v=0时,a=2m/s
2
(1分)
(1分)
μ=0.5 (1分)
(2)由图像可知:v
m
=2m/s 当金属棒达到稳定速度时,有
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(3)
(1分)
(1分)
(1分)
(4)当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流。此时金属棒将沿导轨做匀加速运动。
(1分)
(1分)
(1分)
本题考查的是对电磁感应定律和力学综合的相关问题,根据牛顿定律求出摩擦系数,利用安培定则
和电磁感应定律及欧姆定律可以计算出距离,
举一反三
如图,在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与不计电阻的导轨的a、c端相连。不计电阻的滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动。整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B。滑杆的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一质量为m的物块相连,绳处于拉直状态。若从静止开始释放物块,用i表示回路中的感应电流,g表示重力加速度,则在物块下落过程中物块的速度不可能( )
A.小于
B.等于
C.小于
D.等于
题型:不详
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如图3所示,虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场区域,磁场方向竖直向下.矩形闭合金属线框abcd以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动.图4中所给出的是金属框的四个可能达到的位置,则金属框的速度不可能为零的位置是 ( )
题型:不详
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某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图6所示,关于回路中产生的感应电动势,下列判断正确的是 ( )
A.图甲回路中,感应电动势不断增大
B.图乙回路中,感应电动势恒定不变
C.图丙回路中,0~t
1
时间内的感应电动势小于t
1
~t
2
时间内的感应电动势
D.图丁回路中,感应电动势先变小,再变大
题型:不详
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如图3所示,两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B.电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计.现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v向右做匀速运动,则
A.电容器两端的电压为零
B.电阻两端的电压为BLv
C.电容器所带电荷量为CBLv
D.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为
题型:不详
难度:
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一环形线圈放在匀强磁场中,设第1 s内磁感线垂直线圈平面(即垂直于纸面)向里,如图2甲所示.若磁感应强度B随时间t变化的关系如图2乙所示,那么第3 s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是 ( )
A.大小恒定,沿顺时针方向与圆相切
B.大小恒定,沿着圆半径指向圆心
C.逐渐增加,沿着圆半径离开圆心
D.逐渐增加,沿逆时针方向与圆相切
题型:不详
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