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如图19所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向...

如图19所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略,初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度υ0,在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。

(1)求初始时刻导体棒受到的安培力;

(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为什么?

(3)导体棒往复运动,最终静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)初始时刻棒中感应电动势    E=BL0    棒中感应电流I=       作用于棒上的安培力F=BIL 联立①②③,得F=   安培力方向:水平向左 (2)由功和能的关系,得                 安培力做功  W1=EP-m  电阻R上产生的焦耳热Q1=m-EP (3)由能量转化及平衡条件等判断:棒最终静止于初始位置 由能量转化和守恒得Q=m 【解析】略
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考点分析:
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两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,导电棒质量为1.2kg,长1m。当导电棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑动,若电流强度增大为5A时,导电棒可获得2m/s2的加速度,求装置所在处的磁感强度的大小。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一初速射入如图11-2-6所示的匀强磁场中(磁感应强度为B,磁场宽度为L),要使此带电粒子穿过这个磁场,则带电粒子的初速度应为多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,矩形线圈的匝数为N=100匝,ab边长为0.4m,bc边长为0.2m。整个线圈的电阻R=1欧,在B=1T的匀强磁场中,以短边中点的连线为轴逆时针转动,w=50rad/s。求:

(1)、线圈从图示位置转动90度过程中的平均电动势。

(2)、线圈转过90度时的瞬间电动势。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图15,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有__________(填收缩、扩张)趋势,圆环内产生的感应电流方向_______________(填顺时针、逆时针)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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长为L的水平通电直导线放在倾角为6ec8aac122bd4f6e的光滑的斜面上,并处在磁感应强度为B的匀强磁场中,若磁场方向竖直向上,则电流为I1时导线平衡,若磁场方向垂直于斜面向上,则电流为I2时导线平衡,那么样I1:I2=        。

 

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