如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=1 m的金属“U”型导轨,“U”型导轨右侧l=0.5 m范围 内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感强度随时间

如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=1 m的金属“U”型导轨,“U”型导轨右侧l=0.5 m范围 内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感强度随时间

题型:浙江省高考真题难度:来源:
如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2 m、宽为d=1 m的金属“U”型导轨,“U”型导轨右侧l=0.5 m范围 内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻,质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g=10 m/s2)。
(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况;
(2)计算4s内回路中电流的大小,并判断电流方向;
(3)计算4s内回路产生的焦耳热。
答案
解:(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动,有:

代入数据解得:t=1 s,x=0.5 m,导体棒没有进入磁场区域
导体棒在1s末已停止运动,以后一直保持静止,离左端位置仍为x=0.5 m
(2)前2s磁通量不变,回路电动势和电流分别为:E=0,I=0
后2s回路产生的电动势为:
回路的总长度为5m,因此回路的总电阻为:R=5λ=0.5 Ω
电流
根据楞次定律,在回路中的电流方向是顺时针方向
(3)前2s电流为零,后2s有恒定电流,焦耳热为:Q=I2Rt=0.04 J
举一反三
如图所示,间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内。在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1、b2点,K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求
(1)小环所受摩擦力的大小。
(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。
题型:四川省高考真题难度:| 查看答案
有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如图所示,该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电 极,电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻R。绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻。若橡胶带匀速运动时,电压表读数为U,求:
(1)橡胶带匀速运动的速率。
(2)电阻R消耗的电功率。
(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。
题型:重庆市高考真题难度:| 查看答案
在水平桌面上,一个圆形金属框置于匀强磁场B1中,线框平面与磁场垂直,圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒ab,导体棒与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场B2中,该磁场的磁感应强度恒定,方向垂直导轨平面向下,如图甲所示,磁感应强度B1随时间t的变化关系如图乙所示,0~1.0s内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止,并设向右为静摩擦力的正方向,则导体棒所受的静摩擦力f随时间变化的图象是选项图中的   
[     ]
A.B.C.D.
题型:北京期末题难度:| 查看答案
光滑平行金属导轨M,N水平放置,导轨上放置一根与导轨垂直的导体棒PQ。导轨左端与由电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成的电路相连接,如图所示,在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)。先将开关接在位置a,使电容器充电并达到稳定后,再将开关拨到位置b,导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动,设导轨足够长。则以下说法中正确的是
[     ]
A.空间存在的磁场方向竖直向下
B.导体棒向右做匀加速运动
C.当导体棒向右运动的速度达到最大时,电容器的电荷量为零
D.导体棒运动的过程中,通过导体棒的电荷量Q<CE
题型:北京期末题难度:| 查看答案
如图所示,正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,其质量m=0.5 kg、电阻R=0.5 Ω、边长L=0.5 m。M,N分别为线框ad,bc边的中点。图示两个虚线区域内分别有竖直向下和竖直向上的匀强磁场,磁感应强度均为B=1 T,PQ为其分界线,线框从图示位置以初速度v0=2 m/s向右滑动,当MN 与PQ重合时,线框的瞬时速度方向仍然向右,求:
(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量;
(2)线框运动过程中最大加速度的大小。
题型:吉林省模拟题难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.