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如图所示,水平放置的平行金属导轨宽度为d=1 m,导轨间接有一个阻值为R=2 Ω...

如图所示,水平放置的平行金属导轨宽度为d=1 m,导轨间接有一个阻值为R=2 Ω的灯泡,一质量为m=1 kg的金属棒跨接在导轨之上,其电阻为r=1 Ω,且和导轨始终接触良好.整个装置放在磁感应强度为B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使金属棒从静止开始向右运动.求

(1)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.2,施加的水平恒力为F=10 N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?

(2)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.2,施加的水平力功率恒为P=6 W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?

(3)若金属棒与导轨间是光滑的,施加的水平力功率恒为P=20 W,经历t=1 s的过程中灯泡产生的热量为QR=12 J,则此时金属棒的速度v3是多少?

 

(1) 6 m/s;(2) v2=1.5 m/s;(3)2 m/s. 【解析】(1)由和F安=BId 可得F安 根据平衡条件可得F=μmg+F安 联立解得v1=6 m/s (2)稳定后 且P=Fv2 联立解得v2=1.5 m/s (3)金属棒和灯泡串联,由Q=I2Rt得灯泡和金属棒产生的热量比 根据能量守恒 解得v3=2m/s  
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如图所示,一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为nab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B.MN是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求:

(1)感应电动势的最大值;

(2)从图示位置起转过转的时间内,负载电阻R上产生的热量;

(3)从图示位置起转过转的时间内,通过负载电阻R的电荷量;

(4)电流表的示数.

 

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如图所示,固定的竖直光滑U型金属导轨,间距为L,上端接有阻值为R的电阻,处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上,导轨的电阻忽略不计。初始时刻,弹簧处于伸长状态,其伸长量为x1,此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是(  )

A. 初始时刻导体棒受到的安培力大小F

B. 初始时刻导体棒加速度的大小a=2g

C. 导体棒往复运动,最终将静止时弹簧处于压缩状态

D. 导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Qmv02

 

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如图所示线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是()

A. 若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板

B. 若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动

C. 若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动

D. 若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板

 

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图中A是一底边宽为L的闭合线框,其阻值为R.现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动,并穿过图示的宽度为d的匀强磁场区域.已知L<d,且在运动中过程线圈平面始终与磁场方向垂直.若以x轴正方向作为正方向,线圈从图示位置开始运动的时刻为时间的零计时点,则下列所示的图象中,可以正确反映上述过程中磁场对线框的作用力F随时间t变化情况的是(  )

A.

B.

C.

D.

 

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一个矩形金属框MNPQ置于xOy平面内,平行于x轴的边NP的长为d,如图(a)所示。空间存在磁场,该磁场的方向垂直于金属框平面,磁感应强度B沿x轴方向按图(b)所示规律分布,x坐标相同各点的磁感应强度相同。当金属框以大小为v的速度沿x轴正方向匀速运动时,下列判断正确的是(    )

A.若d =l,则线框中始终没有感应电流

B.若d =l,则当线框的MN边位于x = l处时,线框中的感应电流最大

C.若d =l,则当线框的MN边位于x =l处时,线框受到的安培力的合力最大

D.若d = l,则线框中感应电流周期性变化的周期为

 

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