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如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L=0.5m,其电阻不计,两导...

如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MNPQ间距为L=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒abcd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2,问:

1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?

2)棒ab受到的力F多大?

3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?

 

(1)I=1A,方向由d到c(2)F=0.2N(3)W=0.4J 【解析】(1)棒cd受到的安培力为: ① 棒cd在共点力作用下平衡,则: ② 由①②式,代入数据解得: ③ 根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c ④ (2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即: 对棒ab,由共点力平衡知: ⑤ 代入数据解得: ⑥ (3)设在时间t内棒cd产生的热量,由焦耳定律知: Rt ⑦ 设棒ab匀速运动的速度大小为v,其产生的感应电动势为: ⑧ 由闭合电路欧姆定律知: ⑨ 由运动学公式知在时间t内,棒ab沿导轨的位移为: ⑩ 力F做的功为: 综合上述各式,代入数据解得: 。  
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考点分析:
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如图所示,在一倾角为37°的粗糙绝缘斜面上,静止地放置着一个正方形单匝线圈ABCDEF分别为ABCD的中点,线圈总电阻、总质量、正方形边长.如果向下轻推一下此线圈,则它刚好可沿斜面匀速下滑.现在将线圈静止放在斜面上后,在虚线EF以下的区域中,加上垂直斜面向内的、磁感应强度大小按图中所示规律变化的磁场,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6cos37°=0.8,取g=10m/s2.求:

1)线圈与斜面间的动摩擦因数μ

2)线圈在斜面上保持静止时,线圈中产生的感应电流大小与方向;

3)线圈刚要开始运动时t的大小.

 

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如图(a)所示,面积S=0.2m2、匝数n=630匝,总电阻r=1.0Ω的线圈处在变化的磁场中,磁感应强度B随时间t按图(b)所示规律变化,方向垂直线圈平面,图(a)中的传感器可看成一个纯电阻R,并标有“3V0.9W”,滑动变阻器R0上标有“10Ω1A”,试回答下列问题:

1)设磁场垂直纸面向外为正方向,试判断通过理想电流表的电流方向.

2)若滑动变阻器触头置于最左端,为了保证电路的安全,图(b)中的t0最小值是多少?

 

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如图,半径为的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,珠子所受静电力是其重力的倍,将珠子从环上最低位置点静止释放,求

1珠子所能获得的最大动能?

2要使珠子做完整的圆周运动,在点至少给珠子以多大的初速度?

 

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如图所示的xOy坐标系中,在第Ⅰ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的P点垂直进入匀强电场,经过x轴上的Q点以速度v进入磁场,方向与x轴正向成30°角.若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场,已知OP,粒子的重力不计,电场强度E和磁感应强度B大小均未知.求:

(1)OQ的距离;

(2)磁感应强度B的大小;

(3)若在O点右侧22L处放置一平行于y轴的挡板,粒子能击中挡板并被吸收,求粒子从P点进入电场到击中挡板的时间.

 

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两个平行金属板如图乙所示放置, 两板电势差时间做周期性变化,大小总保持为,周期为,如图甲所示,极板附近有一个粒子源,可以释放初速度为零、质量为,带电荷量为的粒子,由于电场力的作用由静止开始运动.不计粒子的重力

1)若在时发出的电子在时恰好到达极板,求两极板间距离

2)若已知两极板间距离为,在时发出的粒子不能到达极板,求此时发出的粒子距板的最大距离

3)求两极板间距离满足怎样的条件时,粒子到达极板时的动能最大.

 

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