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如图甲所示,两根平行金属导轨固定倾斜放置,导轨与水平面夹角为37°,相距d0=0...

如图甲所示,两根平行金属导轨固定倾斜放置,导轨与水平面夹角为37°,相距d00.5 mab间接一个电阻,其阻值R1.5 Ω.在导轨cd两点处放一根质量m0.05 kg的金属棒且导轨ad段与导轨bc段长均为L1 m,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ0.5.金属棒电阻r0.5 Ω,金属棒被两个垂直于导轨的木桩托住而不会下滑.在金属导轨区域加一个垂直导轨平面斜向下的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示.重力加速度取g10 m/s2.(sin 37°0.6cos 37°0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

甲            乙

(1)01.0 s内回路中产生的感应电动势大小;

(2)t0时刻,金属棒所受的安培力大小;

(3)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,求图乙中t0的最大值;

 

(1)0.4 V (2)0.02 N (3)6 s 【解析】(1)由题图乙可知 E感==Ld0=0.8×1×0.5 V=0.4 V. (2) F安0=B0I感d0=0.2×0.2×0.5 N=0.02 N. (3)t=t0时刻金属棒对木桩的压力为零,最大静摩擦力沿金属导轨向下,此时沿倾斜导轨方向上合外力为零. F安1=Bt0I感d0=(0.02+0.08t0)(N) N=mgcos 37°=0.4 N fmax=μN=0.5×0.4 N=0.2 N F安1=mgsin 37°+fmax 代入数据解得t0=6 s.  
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考点分析:
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如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时adeb构成一个边长为l的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0.

(1)若从t0时刻起,磁感应强度均匀增大,每秒增量为k,同时保持棒静止.求棒中的感应电流.在图上标出感应电流的方向;

(2)在上述(1)情况中,棒始终保持静止,当tt1 s末时需加的垂直于棒的水平拉力为多少?

(3)若从t0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化?(写出Bt的关系式)

 

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如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻RC1C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1bkt(k0)变化,C2中磁场的磁感应强度恒为B2,一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止.则(  )

A. 通过金属杆的电流大小为

B. 通过金属杆的电流方向为从BA

C. 定值电阻的阻值为r

D. 整个电路中产生的热功率P

 

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如图所示的电路中,电感L的自感系数很大,电阻可忽略,D为理想二极管,则下列说法正确的有(  )

A. S闭合时,L1立即变亮,L2逐渐变亮

B. S闭合时,L1一直不亮,L2逐渐变亮

C. S断开时,L2立即熄灭

D. S断开时,L1突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭

 

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如图所示,光滑平行金属导轨水平放置,左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L20 cm的光滑圆弧导轨相接,导轨电阻均不计.导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B0.5 T.一根质量m60 g、电阻R1 Ω、长为L的导体棒ab,用长也为L的两根绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触.闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导体棒摆角最大时,细线与竖直方向的夹角θ53°sin 53°0.8g10 m/s2,则(  )

A. 磁场方向一定竖直向上

B. 运动过程中导体棒中电流是变化的

C. 导体棒在摆动过程中所受安培力F8 N

D. 导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J

 

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如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速.在圆盘减速过程中,以下说法正确的是( )

A. 处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高

B. 所加磁场越强越易使圆盘停止转动

C. 若所加磁场反向,圆盘将加速转动

D. 若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动

 

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