如图12-72所示,两根很长的光滑的平行导轨相距L,放在水平面内,其左端接有电容器、阻值为R1和R2的电阻,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,现用大小为F

如图12-72所示,两根很长的光滑的平行导轨相距L,放在水平面内,其左端接有电容器、阻值为R1和R2的电阻,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,现用大小为F

题型:不详难度:来源:
如图12-72所示,两根很长的光滑的平行导轨相距L,放在水平面内,其左端接有电容器、阻值为R1和R2的电阻,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,现用大小为F的恒力水平拉棒ab,使它沿垂直棒的方向向右运动,棒ab与导轨的电阻不计.试求:

图12-72
(1)棒ab运动的最大速度;
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则停止瞬间棒所受安培力的大小和方向.
答案
(1)  (2) 方向向右
解析
(1)ab棒在力F的作用下向右加速运动,电路中产生感应电流,ab棒受安培力,加速度减小,当合力为零时速度最大,即安培力F1=F时速度最大.又由E=BLvm,I1=,F1=BIL求得vm=
(2)棒以最大速度运动时,电容器两极板间的电压等于棒切割产生的电动势,即E=BLvm=.棒ab突然停止,电容器相当于电源,此时ab棒中电流I2=,方向由b→a,ab棒受安培力F2=BI2L=,由左手定则判定方向向右.
举一反三
如图12-73所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L,导轨平面与水平面间夹角为θ,上端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度为B.有一质量为m、电阻为2R的金属棒MN与导轨垂直,以某一初速沿导轨向上运动,金属棒和导轨接触良好,上升的最大高度为h,在此过程中阻值为R 的电阻上产生的焦耳热为Q.求:在金属棒运动过程中整个回路的最大热功率.

图12-73
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矩形导线框abcd放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图12-10甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在0~4 s时间内,线框中的感应电流(规定顺时针方向为正方向)、ab边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为图乙中的(  )




图12-0
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如图12-11甲所示,用裸导体做成U形框架abcd,adbc相距L="0.2" m,其平面与水平面成θ=30°角.质量为m="1" kg的导体棒PQadbc接触良好,回路的总电阻为R="1" Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向).t=0时,B0="10" T、导体棒PQcd的距离x0="0.5" m.若PQ始终静止,关于PQ与框架间的摩擦力大小在0~t1="0.2" s时间内的变化情况,下面判断正确的是(  )

图12-11
A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小

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)如图12-14所示是一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B的装置,把一个很小的测量线圈A放在待测处,线圈与测量电荷量的冲击电流计G串联,当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时,测量线圈中就产生感应电动势,从而引起电荷的迁移,由表G测出电荷量Q,就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈的匝数为N,直径为d,它和表G串联电路的总电阻为R,则被测出的磁感应强度B为多大?

图12-14
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如图所示,水平光滑U形框架中串入一个电容器,横跨在框架上的金属棒ab在外力的作用下,以速度v向右运动一段距离突然停止运动。金属棒停止后,不再受其他力作用,导轨足够长,则以后金属棒的运动情况是(    )
A.向右做初速度为零的匀加速运动
B.向右先做初速度为零的匀加速运动,后做减速运动
C.在某一位置附近振动
D.向右先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速运动

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