如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置间距为d的平行金属板,R和R
x分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻.
(1)调节R
x=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v.
(2)改变R
x,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的R
x.
考点分析:
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如图甲所示,水平虚面PQ上方两侧有对称的范围足够大的匀强磁场,磁场方向分别水平向左和水平向右,磁感应强度大小均为B
=2T.用金属条制成的闭合正方形框aa'b'b边长L=0.5m,质量m=0.3kg,电阻R=1Ω.现让金属框平面水平,aa'边、bb'边分别位于左、右两边的磁场中,且与磁场方向垂直,金属框由静止开始下落,其平面在下落过程中始终保持水平,当金属框下落至PQ前的瞬间,加速度恰好为零.以金属框下落至PQ为计时起点,PQ下方加一范围足够大的竖直向下的磁场,磁感应强度B与时间t之间的关系图象如图乙所示.不计空气阻力及金属框的形变,g取10m/s
2,求:
(1)金属框经过PQ位置时的速度大小.
(2)金属框越过PQ后2s内下落的距离.
(3)金属框越过PQ后2s内产生的焦耳热.
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如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止.取g=10m/s
2,问:
(1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?
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如图1所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,电阻为r.导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度大小为B.金属导轨的上端与开关S、定值电阻R
1和电阻箱R
2相连,且R
1=3r.不计一切摩擦,不计导轨的电阻,重力加速度为g.现在闭合开关S,将金属棒由静止释放.
(1)若电阻箱R
2接入电路的阻值为0,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R
1上产生的焦耳热
.;
(2)当B=0.40T,L=0.50m,α=37°时,金属棒能达到的最大速度v
m随电阻箱R
2阻值的变化关系如图2所示,求金属棒的电阻r和质量m.(取g=10m/s
2,sin37°=0.60,cos37°=0.80)
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s
2.试求
时间t(s) | | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 |
下滑距离s(m) | | 0.1 | 0.3 | 0.7 | 1.4 | 2.1 | 2.8 | 3.5 |
(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
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半径为a的圆环电阻不计,放置在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,环内有一导体棒电阻为r,可以绕环匀速转动,将电阻R、开关S连接在环和棒的O端,将电容器极板水平放置,并联在R和开关S两端,如图所示.
(1)开关S断开,极板间有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子恰好静止,试判断OM的转动方向和角速度的大小.
(2)当S闭合时,该带电粒子以
g的加速度向下运动,则R是r的几倍?
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