如图所示,长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置,倾角θ=37°,导轨间的距离L=1.0m,电阻R=0.8Ω,导轨电阻不计,匀强磁场的方向垂直于导轨平面,磁感强度B=1.0T,质量m=0.5kg、电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上,现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=5.0N的恒力,使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行,当ab棒滑行0.8m后速度不变.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s
2)
(1)金属棒匀速运动时的速度大小;
(2)金属棒匀速运动时电阻R上的功率;
(3)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量为多少?
考点分析:
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如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长为L的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B
.
(1)若保持磁感应强度B
不变,欲使ab在水平外力F作用下向右以v
匀速运动,则F的大小、方向如何?
(2)若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增加量为k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流大小和方向.
(3)在上述(2)的情况下,棒始终保持静止,当t=t
1时,垂直于棒的水平拉力为多大?
(4)若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度怎样随时间变化?(写出B与t的关系式)
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据报道,我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计,用于完成测定地磁场的磁感应强度等研究项目.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面积是宽为a,高为b的长方形,使磁场沿z轴正方向穿过导体,导体中通有沿y轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e.金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动.
(1)金属导体前后两个侧面(x=a为前侧面,x=0为后侧面)哪个电势较高?
(2)在实现上述稳定状态之后,如果再进一步测出该金属导体前后两个侧面间的电势差为U,若通过导体内的磁场可以认为是匀强的,则由此求出磁感应强度B的大小为多少?
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在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转动角速度的装置.如图所示,在轮子的边缘贴上小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材).如果小线圈的面积为S,匝数为N,小磁体附近的磁感应强度最大值为B,回路的总电阻为R,实验发现,轮子转过θ角,小线圈的磁感应强度由最大值变为零.则该过程中磁通量的变化量△Φ=______;如果电脑显示该过程中感应电流的平均值为I,则转轮转动的角速度ω=______.
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如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向.
(1)在给出的实物图中,用笔画线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路.
(2)连好电路后,若将线圈L
1插入线圈L
2中,灵敏电流计的指针向左偏转,若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可采取的实验操作是______
A.插入铁芯F B.拔出线圈L
1 C.变阻器的滑片向左滑动 D.断开电键S瞬间.
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