两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个多匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向均匀变化的磁场,其磁通量的变化率为k,电阻R与金属板连接,如图所示。两

两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个多匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向均匀变化的磁场,其磁通量的变化率为k,电阻R与金属板连接,如图所示。两

题型:不详难度:来源:
两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个多匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向均匀变化的磁场,其磁通量的变化率为k,电阻R与金属板连接,如图所示。两板间有一个质量为m,电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态,重力加速度为g,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和线圈的匝数n分别为(   )
A.磁感应强度B竖直向上且正在增强,
B.磁感应强度B竖直向下且正在增强,
C.磁感应强度B竖直向上且正在减弱,
D.磁感应强度B竖直向下且正在减弱,

答案
D
解析
由题,电荷量+q的油滴恰好静止金属板间,受到的电场力与重力平衡,由平衡条件得知,油滴受到的电场力竖直向上,则金属板上板带负电,下板带正电.
A、C若磁感应强度B竖直向上,B正在增强时,根据楞次定律得知,线圈中产生的感应电动势是下负上正,金属板下板带负电,上板带正电,油滴不能平衡,则磁感应强度B竖直向上且B正在减弱时,油滴能保持平衡.根据法拉第电磁感应定律得:
    ①
金属板间的电压为   ②
要使油滴平衡,则有
=mg ③
联立①②③得:.同理可知,磁感应强度B竖直向下且正增强时,,油滴能保持静止.
本题是电磁感应与电路、电场、力学等知识的综合应用.对于电磁感应问题,要楞次定律判断感应电动势、法拉第定律研究感应电动势大小是常用的思路.
举一反三
如图甲所示,虚线上方空间有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正,线框处于图示位置时为时间零点。那么,在图乙中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是(    )
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(18分)如图所示,质量,电阻,长度的导体棒横放在U型金属框架上。框架质量,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数,相距0.4m的相互平行,电阻不计且足够长。电阻垂直于。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度。垂直于施加的水平恒力,从静止开始无摩擦地运动,始终与保持良好接触。当运动到某处时,框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2
(1)求框架开始运动时速度v的大小;
(2)从开始运动到框架开始运动的过程中,上产生的热量,求该过程位移x的大小。
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如图所示,半径为R的导线环对心、匀速穿过半径也为R的匀强磁场区域,关于导线环中的感应电流随时间的变化关系,下列图像中(以逆时针方向的电流为正)最符合实际的是

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如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L,金属导体棒ab垂直放置在导轨上,并与导轨保持良好接触,导体棒电阻为R,导轨电阻不计,空间有垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B。当金属导体棒ab由静止开始向下运动一段时间t0后,再接通开关S,则在下列图像中,导体棒运动的vt图像可能正确的是:

题型:不详难度:| 查看答案
(16分)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MNPQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端MP间连接阻值为R=0.50Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m。金属棒ab紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示。(金属棒ab和导轨电阻不计,g=10m/s2
时 间t/s
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
下滑距离h/m
0
0.18
0.60
1.20
1.95
2.80
3.80
4.80
5.80
6.80

求:(1)在前0.4s的时间内,金属棒ab中的平均电动势;
(2)金属棒的质量m
(3)在前1.60s的时间内,电阻R上产生的热量QR
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