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(12分) 如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0....

(12分) 如图所示,质量m10.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m20.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2. 相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.

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(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;

(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.

 

(1)v=6 m/s (2) 1.1 m 【解析】 试题分析:(1)ab对框架的压力F1=m1g 框架受水平面的支持力FN=m2g+F1 由题意知,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力 ab中的感应电动势E=BLv MN中电流 MN受到的安培力F=BIL 框架开始运动时安培力等于摩擦力F=Ff 联立解得v=6 m/s (2)闭合回路中产生的总热量 由能量守恒定律,得 代入数据解得x=1.1 m. 考点:本题考查安培力、能量守恒、法拉第电磁感应定律  
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考点分析:
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(12分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω,求:

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(1)转动过程中感应电动势的最大值;

(2)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;

(3)交流电压表的示数;

 

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(12分)如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距l=0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:

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(1)ab棒中感应电动势的大小;

(2)回路中感应电流的大小;

(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小.

 

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(10分)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.

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如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时(  )

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A.穿过回路的磁通量为零

B.回路中感应电动势大小为2Blv0

C.回路中感应电流的方向为顺时针方向

D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同

 

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如图所示,金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN.拉动MN,使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么在MN运动的过程中,闭合回路的(  )

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A.感应电动势保持不变       B.感应电流保持不变

C.感应电动势逐渐增大       D.感应电流逐渐增大

 

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