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如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀...

如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m.有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:

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1)磁感应强度的大小B

2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小满分5 manfen5.com

3)流经电流表电流的最大值满分5 manfen5.com

 

(1)(2)(3) 【解析】电流稳定后,导体棒做匀速运动 ① 解得 ② (2)感应电动势 ③ 感应电流 ④ 由②③④式解得 (3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为 机械能守恒 感应电动势的最大值 感应电流的最大值 解得 考点:电磁感应中的能量转化;共点力平衡的条件及其应用;机械能守恒定律;导体切割磁感线时的感应电动势.
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考点分析:
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如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2m.宽为d=1m的金属“U”形导轨,在“U”形导轨右侧满分5 manfen5.com=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻,质量为m=0.1kg的导体棒以v0=lm/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1,导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1满分5 manfen5.com/m,不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(g=10 m/s2)

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(1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况;

(2)计算4s内回路中电流的大小,并判断电流方向;

(3)计算4s内回路产生的焦耳热。

 

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如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQMNPQMN的电阻不计,间距为满分5 manfen5.comPM两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为满分5 manfen5.com,质量分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的两金属棒L1L2平行的搁在光滑导轨上,现固定棒L1L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:

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(1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?

(2)L2能达到的最大速度满分5 manfen5.com

 

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如图所示,金属杆满分5 manfen5.com放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com回路总电阻满分5 manfen5.com回路处在竖直向上的磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量满分5 manfen5.com的木块,磁感应强度从满分5 manfen5.com开始随时间均匀增强,5s末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g满分5 manfen5.com,求回路中的电流强度。

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如图所示(俯视),MNPQ是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨.两导轨间距为L=0.2m,其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场B1=5.0T。导轨上NQ之间接一电阻R1=0.40满分5 manfen5.com,阻值为R2=0.10满分5 manfen5.com的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触。两导轨右端通过金属导线分别与电容器C的两极相连。电容器C紧靠着带小孔a(只能容一个粒子通过)的固定绝缘弹性圆筒。圆筒内壁光滑,筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场B2O是圆筒的圆心,圆筒的内半径为r=0.40m

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1)用一个大小恒为10N,平行于MN水平向左的外力F拉金属杆,使杆从静止开始向左运动求:当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小;

2)当金属杆处于(1)问中的匀速运动状态时,电容器C内紧靠极板且正对a孔的D处有一个带正电的粒子从静止开始经电容器C加速后从a孔垂直磁场B2并正对着圆心O进入筒中,该带电粒子与圆筒壁碰撞四次后恰好又从小孔a射出圆筒。已知粒子的比荷q/m=5×107C/kg),该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失不计粒子重力和空气阻力,则磁感应强度B2 多大(结果允许含有三角函数式)。

 

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在下列四个情景中,虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。AB中的导线框为正方形, CD中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动,转动方向如箭头所示,转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时,以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则四个情景中,产生的感应电流i随时间t的变化规律符合i-t图象的是(   )

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