如图甲所示,bacd为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示,PQ能够始终保持静止.试画出0~t
2时间内PQ受到的安培力F随时间变化的图象(取沿斜面向上为正方向).
考点分析:
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如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻.导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场.现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止.当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨.当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动.已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计.求
(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度I
a,与定值电阻R中的电流强度I
R之比;
(2)a棒质量m
a;
(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F.
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竖直放置的平行金属导轨上端连接一电阻R,质量为m的金属棒与导轨接触良好,并能无摩擦下滑.在金属棒的下方有一垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,磁场上边界距金属棒的高度为H,如图所示.把金属棒由静止释放,金属棒在磁场中的运动情况如何?(金属棒与导轨的电阻不计,两平行导轨的间距为L)
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半径为r、电阻为R的n匝线圈在边长为l的正方形abcd之外,匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域,如图甲所示.当磁场随时间的变化规律如图乙所示时,则穿过线圈磁通量的变化率为
,t
时刻线圈产生的感应电流为
.
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如图所示,两足够长平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之比为2:1,用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd,经过足够长时间以后( )
A.金属棒ab、cd都做匀速运动
B.金属棒ab上的电流方向是由b向a
C.金属棒cd所受安培力的大小等于
D.两金属棒间距离保持不变
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如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域,MN和M'N'是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直.现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象.已知金属线框的质量为m,电阻为R,当地的重力加速度为g,图象中坐标轴上所标出的v
1、v
2、v
3、t
1、t
2、t
3、t
4均为已知量(下落过程中线框abcd始终在竖直平面内,且bc边始终水平).根据题中所给条件,以下说法正确的是( )
A.可以求出金属线框的边长
B.线框穿出磁场时间(t
4-t
3)等于进入磁场时间(t
2-t
1)
C.线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同
D.线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等
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