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如下图甲所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角...

如下图甲所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α,导轨电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R,另有一条纸带固定金属棒ab上,纸带另一端通过打点计时器(图中未画出),且能正常工作。在两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱电阻调到使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,同时接通打点计时器的电源,打出一条清晰的纸带,已知相邻点迹的时间间隔为T,如下图乙所示,试求:

1.求磁感应强度为B有多大?

2.当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中,整个电路产生的电热。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

1. 2. 【解析】(1)根据图乙纸带上打出的点迹可看出,金属棒最终做匀速运动,且速度最大,最大值为vm=2s/T,达到最大速度时,则有mgsinα=F安(1分)F安=ILB(1分) 其中R总=6R(1分) 所以mgsinα=  (1分)解得    (2分) (2)由能量守恒知,放出的电热Q=2S0sinα-  (2分) 代入上面的vm值,可得   (2分)
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考点分析:
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如下图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好。两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界)。质量为m的导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在绝缘弹簧S的作用下从距离O点L0处沿导轨以速度v0向左匀速运动。磁感应强度大小为B,方向如图。当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r。求:

1.导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;

2.导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电量;

3.从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

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如下图所示,某矩形线圈长为L、宽为d、匝数为n、总质量为M,其电阻为R,线圈所在磁场的磁感应强度为B,最初时刻线圈的上边缘与有界磁场上边缘重合,若将线圈从磁场中以速度v匀速向上拉出,则:

1.流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少?

2.外力至少对线圈做多少功?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

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如下图所示,边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内,两者都放在光滑的水平地板上,U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦。方形金属框ac、bd边电阻为R,其余两边电阻不计;U型框架NQ边的电阻为R,其余两边电阻不计。虚线右侧空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B。如果将方形金属框固定不动,用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动,求:

1.拉力为多大?

2.bd两端的电势差为多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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一个闭合回路由两部分组成,如右图所示,右侧是电阻为r的圆形导线;置于竖直方向均匀变化的磁场B1中,左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨,宽度为d,其电阻不计。磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上,且只分布在左侧,一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上,分析下述判断不正确的是      (     )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.圆形线圈中的磁场,可以方向向上均匀增强,也可以方向向下均匀减弱

B.导体棒a、b受到的安培力大小为mgsinθ

C.回路中的感应电流为6ec8aac122bd4f6e

D.圆形导线中的电热功率为6ec8aac122bd4f6e

 

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一导线弯成如右图所示的闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外。线圈总电阻为R,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是                      (     )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.感应电流一直沿顺时针方向

B.线圈受到的安培力先增大,后减小

C.感应电动势的最大值E=Brv

D.穿过线圈某个横截面的电荷量为6ec8aac122bd4f6e

 

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