如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨M,N间距为l,右端连一个电容器,电容是C,金属棒ab与导轨垂直放在导轨上,空间存在着方向竖直向上的匀强磁场.对金属棒施加一

如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨M,N间距为l,右端连一个电容器,电容是C,金属棒ab与导轨垂直放在导轨上,空间存在着方向竖直向上的匀强磁场.对金属棒施加一

题型:不详难度:来源:
如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨M,N间距为l,右端连一个电容器,电容是C,金属棒ab与导轨垂直放在导轨上,空间存在着方向竖直向上的匀强磁场.对金属棒施加一个瞬时冲量I,使它获得向左的速度v0,经过一段时间后,它开始以速度v作匀速运动.

(1)整个过程中通过金属棒ab的总电量是多少?
(2)定性画出通过金属棒ab的电流随时间变化的图象.
 
答案
(1)CBlv        

(2)
解析


(1)开始运动后,ab棒内将产生感应电流,流过的电荷都储存在电容器C中.当速度变为v时,产生的感应电动势恰等于电容器两板间的电压,电路中不再有电流存在.设此时电容器的电量为q,感应电动势为E,则q=CE=CBlv
(2)刚开始运动时,感应电流较大,受到的安培力较大,加速度也较大,随着电容器上电量的增多,感应电流减小,安培力也减小,加速度随之减小.图线如图所示.
举一反三
如图所示,MN、PQ为同一水平面内的两光滑导轨,相距1.2m,导轨两端分别接有电阻R1=3Ω,R2=6Ω。另有导体棒CD,长也为L=1.2m,电阻为1Ω,垂直导轨放置导轨上。整个装置处于垂直轨道平面的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B=0.5T。现用一水平向右的拉力F拉导体棒,使棒以v=5m/s的速度向右匀速运动。不计导轨电阻。求:
(1)棒CD两端的电压UCD
(2)拉力F的大小。
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如图所示,导体框架内有一匀强磁场垂直穿过,磁感应强度B=0.3T,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,可动导体棒AB长为L=0.8m,每米长的电阻为r0=1.0Ω/m,导体框的电阻不计,导体框架间距离为d = 0.5m,当ABv0=10m/s的速度向右匀速移动时,求:

(1)电阻R1中通过的电流强度的大小和方向;
(2)维持导体棒AB匀速运动所需要加的外力的大小;
(3)外力的功率大小;
(4)导体棒AB两端的电势差
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如图所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200,线圈的电阻为r=1Ω,在线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,电阻的一端b跟地相接,把线圈放入一个方向垂直线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图线B-t所示.求:

(1)从计时起t=3s,t=5s时穿过线圈的磁通量是多少?
(2)a点的最高电势和最低电势各多少?
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如图所示,由电磁感应现象形成的电源和平行板电容器相连接。电源内有固定的25匝线圈,穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化规律如(b)图。平行板电容器两个极板水平放置,板间距离d=2cm.两极板间有一个带电微粒,质量m=1.0×kg,带负电。电量为q=1.8×C.假设t=0时,上极板电势高,且此时带电微粒的即时速度为零,假定带电微粒的运动不会碰到极板。试求:

(1)微粒所受电场力是它重力的多少倍?
(2)微粒在30ms末的瞬时速度。
(3)微粒在30ms末相对于起始位置的位移。
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如图所示,有磁感强度B=0.1T的匀强磁场,场中放置两根平行的光滑的金属裸导线MN和PQ,磁场方向垂直纸面向里,裸导线上有两根与之相垂直的金属滑杆,滑杆长=1m,导线上和导线间接有电阻和电键.已知,金属杆和裸导线的电阻可忽略不计.若滑杆以大小为v=v"=10m/s的速度沿导线向相反方向滑动,滑动过程中杆始终保持跟导线垂直:

①电键K断开时,滑杆中的电流是多少A?
②电键K闭合,滑杆中电流是多少A? a、b两点的电势差是多少V?
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