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如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,...

如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感强度大小为B0。导轨上端连接一阻值为R的电阻和电键K,导轨电阻不计。两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为ma=0.02kg和mb=0.01kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,g取10m/s2

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(1)若将b棒固定,电键K断开,用一竖直向上的恒力F拉a棒,稳定后a棒以v1=10m/s的速度向上匀速运动。此时再释放b棒,b棒恰能保持静止。求拉力F的大小。

(2)若将a棒固定,电键K闭合,让b棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度v2

(3)若将a棒和b棒都固定,电键K断开,使磁感强度从B0随时间均匀增加,经0.1s后磁感强度增大到2B0时a棒所受到的安培力大小正好等于a棒的重力,求两棒间的距离h。

 

(1)0.3N  (2)7.5m/s  (3)1.0m 【解析】 试题分析:(20分,第1小问4分,第2小问8分,第3小问8分) 【解析】 (1)a棒作切割磁感线运动,产生感应电动势,有:                (1)                        1分 a棒与b棒构成串联闭合电路,电流强度为                  (2)                        1分 a棒、b棒受到的安培力大小为                (3)                (4)                        1分 依题意,有           (5) 解得                                 1分 [注:将a、b棒看作整体,安培力看作内力,直接得到同样给4分。](2)a棒固定、电键K闭合后,b棒自由下滑作切割磁感线运动,最终b棒以最大速度v2匀速运动,此时产生的感应电动势为:               (6)                         2分 a棒与电阻R并联,再与b棒串联构成闭合电路,电流强度为                (7)                         2分 b棒受到的安培力与b棒重力平衡,有             (8)                         1分 由(1)~(5)可解得:   (9)                     1分解(6)~(9),得     2分 (3)电键K断开后,当磁场均匀变化时,在a、b棒与平行导轨构成的闭合回路内产生的感应电动势为                 (10)                    2分                     (11)                    2分 依题意,有          (12)                    2分 由(9)~(12)解得:                  2分 考点:电磁感应定律的综合应用
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考点分析:
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如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场,粒子重力不计.求:

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(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?

(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压多大?

(3)若带电粒子的速度是6ec8aac122bd4f6e,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围?

 

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在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示的PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度6ec8aac122bd4f6e从如图位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为6ec8aac122bd4f6e,则下列说法正确的是(  )

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A.此时圆环中的电功率为6ec8aac122bd4f6e         

B.此时圆环的加速度为6ec8aac122bd4f6e

C.此过程中通过圆环截面的电量为6ec8aac122bd4f6e

D.此过程中回路产生的电能为6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,空间存在方向竖直向上、磁感应强度B的匀强磁场,内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于圆环直径的带正电的小球,以速率v0沿俯视逆时针方向匀速转动,某时刻开始磁感应强度B随时间成正比例增加.则此后(  )

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A.小球对玻璃圆环的压力一定不断增大

B.小球所受的磁场力一定不断增大

C. 小球先沿逆时针方向减速运动,之后沿顺时针方向加速运动

D.磁场力对小球一直不做功

 

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如图所示,在一匀强磁场中有三个带电粒子,其中1和2为质子,3为α粒子(6ec8aac122bd4f6e)的径迹.它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,三者轨道半径r1>r2>r3并相切于P点,设T、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间,则(  )

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A.T1=T2<T3             B.v1=v2>v3

C.a1>a2>a3          D.t1<t2<t3

 

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如图所示的电路中,L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2是两个完全相同的电灯,E是内阻不计的电源.t=0时刻,闭合开关S,经过一段时间后,电路达到稳定,t1时刻断开开关S.规定图示流过电灯D1、D2的电流方向为正,分别用I1、I2表示流过电灯D1和D2中的电流,则以下各图中能定性描述I随时间t变化关系的是  (     )

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