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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨质量为...

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;

(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.

(g=10rn/s2,sin37°=0.6, cos37°=0.8)

 

(1) 4m/s2 (2) 10m/s (3) 0.4T 磁场方向垂直导轨平面向上 【解析】本题考查电磁感应与牛顿定律的结合,根据安培力的效果总是阻碍磁通量的变化可判断出安培力方向,再由牛顿第二定律列式求解  (1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma      (2分) 由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2                        (2分)     (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinθ一μmgcos0一F=0                         (2分)     此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:Fv=P        由③、④两式解得v=10m/s     (2分)  (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B   (2分) P=I2R                                              解得      (1分)磁场方向垂直导轨平面向上   (1分)
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考点分析:
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如图18(a)所示,一个电阻值为R ,匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0 。导线的电阻不计。求0至t1时间内

(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;

(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

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匀强磁场的磁感应强度B,边长6ec8aac122bd4f6e的正方形线圈6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e匝,线圈总电阻为6ec8aac122bd4f6e,线圈绕垂直于磁感线的轴6ec8aac122bd4f6e以如图所示的角速度6ec8aac122bd4f6e匀速转动,外电路电阻为R.

(1)从图示位置开始计时,写出转动过程中线圈所产生感应电动势随时间的变化关系式.

(2)将一交流电压表接在R两端,电压表示数为多少?

(3)外电路中电阻为R的功率为多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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一小型水电站,其交流发电机的输出功率为1000kW,输出电压为1000V,在输电过程中,要求能量损耗为总功率的4%,已知输电线电阻为166ec8aac122bd4f6e,用户降压变压器的输出电压为240V,求送电线路中,升压变压器与降压变压器的匝数比各为多大?

 

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如图所示,宽20cm的平行金属导轨之间接有两个电阻和一个电容器.已知R1=3Ω,R2=7Ω,C=10μF,电阻r=1Ω的金属棒ab垂直导轨放置,与导轨接触良好.若金属棒始终以v0=10m/s的速度匀速向左运动,在它运动的区域里存在着垂直导轨平面、磁感强度B=2.0T的匀强磁场.若电键K原来置于R1一边,现突然扳向R2一边,则此过程中导轨cd一段中通过的电量△q=____,正电荷移动的方向是____.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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金属杆ABC处于磁感强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里(如图所示).已知AB=BC=20cm,当金属杆在图中标明的速度方向运动时,测得A、C两点间的电势差是3.0V,则可知移动速度v=____,其中A、B两点间的电势差UA B = ____.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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