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如图所示,两根相距为L=1m的足够长的平行光滑金属导轨,位于水平的xOy平面内,...

如图所示,两根相距为L=1m的足够长的平行光滑金属导轨,位于水平的xOy平面内,一端接有阻值为R=6Ω的电阻。在x>0的一侧存在垂直纸面向里的磁场,磁感应强度B只随t的增大而增大,且它们间的关系为B=kt,其中k=4T/s。一质量为m=05kg的金属杆与金属导轨垂直,可在导轨上滑动,当t=0时金属杆静止于x=0处,有一大小可调节的外力F作用于金属杆,使金属杆以恒定加速度a=2m/s2沿x轴正向做匀加速直线运动。除电阻R以外其余电阻都可以忽略不计。求:当t=4s时施加于金属杆上的外力为多大。

 

 

513N 【解析】t=4s时,金属杆移动的位移x=at2=×2×16m=16m 此时的速度v=at=2×4m/s=8m/s 切割产生的动生电动势E1=BLv=ktLv=4×4×1×8V=128V 磁场变化产生的感生电动势E2=Lx=4×1×16V=64V 根据楞次定律和右手定则知,两个电动势的方向相同 则总电动势E=E1+E2=192V 则感应电流的大小I==32A 根据牛顿第二定律得,F-BIL=ma 解得F=BIL+ma=4×4×32×1+0.5×2N=513N  
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考点分析:
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如图所示,固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1=0.5 m,金属棒ad与导轨左端bc的距离L2=0.8 m,整个闭合回路的电阻为R=0.2 Ω,匀强磁场的方向竖直向下穿过整个回路.ad棒通过细绳跨过定滑轮接一个质量为m=0.04 kg的物体,不计一切摩擦,现使磁感应强度从零开始以=0.2 T/s的变化率均匀增大,求经过多长时间物体刚好能离开地面(g10 m/s2).

 

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如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘,图中ab导线与铜盘的中轴线处在同一平面内,转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流。若图中铜盘半径为r,匀强磁场的磁感应强度为B,回路总电阻为R,匀速转动铜盘的角速度为ω。则电路的功率是      

 

 

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如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将      增大减小不变

 

 

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两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示.在这过程中(  )

A. 作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零

B. 金属棒克服安培力所做的功等于回路中产生的电能和电阻R上的焦耳热之和

C. 恒力F与安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增加量

D. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热

 

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如图所示,金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R恒定不变,整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是 

Aab杆中的电流与速率v成正比

B磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比

C电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比

D外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比

 

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