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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=0.5m,左端接...

如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=05m,左端接有阻值R=0的电阻,一质量m=01kg,电阻r=0的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=04T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q2=21.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:

1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q

2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2

3)外力做的功

 

(1)4.5C(2)1.8J(3)5.4J 【解析】试题分析:(1)设金属棒匀加速运动的时间为,回路的磁通量的变化量为,回路中的平均感应电动势为,由法拉第电磁感应定律得①其中② 设回路中的平均电流为,由闭合电路欧姆定律得③则通过电阻R的电荷量为④ 联立①②③④式,得代入数据得 (2)设撤去外力时金属棒的速度为v,对于金属棒的匀加速运动过程,由运动学公式得⑤ 设金属棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W,由动能定理得⑥ 撤去外力后回路中产生的焦耳热⑦ 联立⑤⑥⑦式,代入数据得⑧ (3)由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比,可得⑨ 在金属棒运动的整个过程中,外力F克服安培力做功,由功能关系可知⑩ 由⑧⑨⑩式得. 考点:考查了导体切割磁感线运动 【名师点睛】解决该题关键要分析物体的运动情况,清楚运动过程中不同形式的能量的转化,知道运用动能定理求解变力做功,应用好电荷量的表达式知道应用闭合电路欧姆定律求解路端电压,同时注意M、N两端的电压的正负,有一定的难度.  
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考点分析:
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如图所示,一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈匝数N100,线圈电阻r3 Ωabcd0.5 mbcad0.4 m,磁感应强度B0.5 T,电阻R311 Ω,当线圈以n300 r/min的转速匀速转动时.求:

   

(1)感应电动势的最大值;

(2)t0时线圈在图示位置,写出此交变电流电动势瞬时值表达式;

(3)此电压表的示数是多少?

 

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如图所示,光滑金属导轨 PN与QM相距1 m,电阻不计,两端分别接有电阻R1和R2,且R1=6 Ω,R23Ωab导体的电阻为2 Ω垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T.现使ab以恒定速度v=3m/s匀速向右移动,求:

(1)金属棒上产生的感应电动势E

(2)R1与R2消耗的电功率分别为多少?

(3)拉ab的水平向右的外力F为多大?

 

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桌面上放着一个单匝矩形线圈,线圈中心上方一定高度上有一竖直的条形磁铁,此时线圈内的的磁通量为0.04Wb。把条形磁铁竖直放在线圈内的桌面上时,线圈内的磁通量为0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。

1)把条形磁铁从图中位置在0.5s内放到线圈内的桌面上;

2)换用10匝的矩形线圈,线圈面积和原单匝线圈相同,把条形磁铁从图中位置在0.1s内放到线圈内的桌面上

 

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如图所示为一种可测量磁感应强度的实验装置:磁铁放在水平放置的电子测力计上,两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场的影响可忽略不计,此时电子测力计的示数为G1。将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中,两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,此时电子测力计的示数为G2。现使铜棒以竖直向下的恒定速率v在磁场中运动,这时电子测力计的示数为G3,测得铜条在匀强磁场中的长度为L,回路总阻值为R。铜条始终未与磁铁接触。

(1)下列判断正确的是______

A.G1<G2<G3 B.G1=G2<G3      C.G1=G2>G3 D.G1<G2=G3

(2)由以上测得量可以写出磁感应强度B大小的表达式为____________

 

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如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQMN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是_________________

 

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