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如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨...

如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒abcd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2

1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;

2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;

3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10mcd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系式.

 

(1);(2);(3)。 【解析】试题分析:(1)做出侧视平面图,cd棒加速下滑,安培力逐渐增大,加速度逐渐减小,加速度减小到零时速度增大到最大,此时cd棒所受合力为零,此后cd棒匀速下滑。对cd棒受力分析,如图所示。 沿导轨方向有 感应电动势 感应电流 安培力 得最大速度 (2)设cd棒下滑距离为x时,ab棒产生的焦耳热Q,此时回路中总焦耳热为2Q。 根据能量守恒定律,有 解得下滑距离 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势平均值 感应电流平均值 通过cd棒横截面的电荷量 (3)若回路中没有感应电流,则cd棒匀加速下滑,加速度为 初始状态回路中磁通量 一段时间后,cd棒下滑距离 此时回路中磁通量 回路中没有感应电流,则,即 由上可得磁感应强度 代入数据得,磁感应强度B随时间t变化的关系式为 考点:电磁感应现象的综合应用  
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考点分析:
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如图所示,电阻不计的形足够长且平行的导轨,间距L1 m,导轨倾斜部分的倾角θ53°,并与定值电阻R相连,整个空间存在着B5 T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场.金属棒abcd的阻值RabRcdRcd棒质量m1 kgab棒光滑,cd与导轨间动摩擦因数μ0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g10 m/s2sin 53°0.8cos 53°0.6,求:

(1)ab棒由静止释放,当滑至某一位置时,cd棒恰好开始滑动,求这一时刻ab棒中的电流;

(2)ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,分析ab棒质量应满足的条件;

(3)cd棒与导轨间的动摩擦因数μ≠0.3ab棒无论质量多大、从多高的位置释放,cd棒始终不动,求cd棒与导轨间的动摩擦因数μ应满足的条件.

 

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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL4 Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CEl2 m,有一阻值r2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD(恰好不在磁场中)CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t0t4 s 内,金属棒PQ保持静止,在t4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动。已知从t0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求:

1)通过小灯泡的电流;

2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。

 

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如图甲所示,光滑导轨宽0.4mab为金属棒,均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面,磁场的变化情况如图乙所示,金属棒ab的电阻为,导轨电阻不计.t=0时刻,ab棒从导轨最左端,以v=1m/s的速度向右匀速运动,求:1s末回路中的感应电流及金属棒ab受到的安培力. 

    

 

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如图所示,正方形线框abcd的边长为l,向右通过宽为L的匀强磁场,且lL,则在线框进入过程中穿过线框的磁通量变化情况是________,感应电流的磁场对磁通量变化起__________作用,线框中感应电流方向是______;在线框移出磁场的过程中穿过线框的磁通量变化情况是________,感应电流的磁场对磁通量变化起________作用,线框中感应电流方向是__________

 

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如图所示,将一条形磁铁从螺线管拔出的过程中,穿过螺线管的磁通量变化情况是__________,螺线管中产生的感应电流的磁感线方向是________(俯视图),条形磁铁受到螺线管的作用力方向是__________,螺线管受到条形磁铁的作用力方向是____________

 

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