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如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,...

如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻。在cd右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.50 T。一根质量为m=10 g,电阻r=0.1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好。现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连,将钩码从图示位置由静止释放。当导体棒ab到达cd时,钩码距地面的高度为h=0.3 m。已知导体棒ab进入磁场时恰做v=10 m/s的匀速直线运动,导轨电阻可忽略不计,取g=10 m/s2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

求:(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小?

(2)挂在细线上的钩码的质量?

(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量?

 

(1) 1A(2) 0.01 kg  (3) 0.477 J 【解析】(1)感应电动势为E=BLv=1.0 V  (2分) 感应电流I=A=1A                  (2分) (2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡,则有 BIL=Mg                                    (2分) 所以Mkg=0.01 kg             (2分) (3)导体棒移动0.3 m所用的时间为t==0.03 s     (1分) 根据焦耳定律,Q1=I2(R+r)t=0.03 J(或Q1=Mgh=0.03 J)(1分) 根据能量守恒,Q2= mv2=0.5 J                    (1分) 电阻R上产生的热量Q=(Q1+Q2) =0.477 J           (1分)
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考点分析:
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如下图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度大小为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

求:(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff

(2)杆ab中通过的电流及其方向?

(3)导轨左端所接电阻R的阻值?

 

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如右图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。线圈匝数n=35,电阻r=1 Ω,长l1=0.05 m,宽l2=0.04 m,磁场的磁感应强度B=0.2 T,线圈转动的角速度ω=100 rad/s,线圈两端外接电阻R=9 Ω的用电器和一个交流电流表。

求:(1)线圈中产生的最大感应电动势?

(2) 当t=0时线圈平面与磁场垂直,写出感应电动势瞬时值的表达式?

(3) 电流表的读数和用电器R上消耗的电功率?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图甲所示。有一变化的磁场垂直于纸面,规定向里为正,变化规律如图乙所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q的静止微粒,则以下说法正确的是(   )

说明: 6ec8aac122bd4f6eA.第2秒内上极板为正极

B.第3秒内上极板为负极

C.第2秒末微粒回到了原来位置

D.第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2说明: 6ec8aac122bd4f6e 

 

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如右图所示,在光滑水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a,质量为m,电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向,以速度v从图示位置向右运动,当线框中心线AB运动到与PQ重合时,线框的速度为v/2,则(  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.此时线框中的电功率为4B2a2v2/R

B.此时线框的加速度为4B2a2v/(mR)

C.此过程通过线框截面的电荷量为Ba2/R

D.此过程回路产生的电能为0.75mv2

 

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将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是(   )

A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关

B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大

C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大

D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

 

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