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如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的...

如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里。某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计。求:

(1)在t=0t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;

(2)在时刻tt>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。

 

(1)(2); 【解析】试题分析:在金属棒未越过MN之前,t时刻穿过回路的磁通量为① 设在从t时刻到的时间间隔内,回路磁通量的变化量为,流过电阻R的电荷量为 由法拉第电磁感应有② 由欧姆定律有③ 由电流的定义有④ 联立①②③④可得⑤ 由⑤可得,在t=0到t=的时间间隔内,流过电阻R的电荷量q的绝对值为⑥ (2)当时,金属棒已越过MN,由于金属棒在MN右侧做匀速运动,有⑦ 式中f是外加水平恒力,F是匀强磁场施加的安培力。设此时回路中的电流为I,F的大小为⑧ 此时金属棒与MN之间的距离为⑨ 匀强磁场穿过回路的磁通量为⑩ 回路的总磁通量为⑪ 式中仍如①式所示,由①⑨⑩⑪可得,在时刻t()穿过回路的总磁通量为⑫ 在t到的时间间隔内,总磁通量的改变为⑬ 由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为⑭ 由欧姆定律有⑮ 联立⑦⑧⑬⑭⑮可得
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考点分析:
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如图,区域I内有与水平方向成45°角的匀强电场E1,区域宽度为d 1,区域II内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E 2,区域宽度为d 2,磁场方向垂直纸面向里,电场方向竖直向下。一质量为m、带电量为q的微粒在区域I左边界的P点,由静止释放后水平向右做直线运动,进入区域II后做匀速圆周运动,从区域II右边界上的Q点穿出,其速度方向改变了60°,重力加速度为g ,求:

1)区域I和区域II内匀强电场的电场强度E 1E 2的大小?

2)区域II内匀强磁场的磁感应强度B的大小。

3)微粒从P运动到Q的时间有多长?

 

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如图所示,在直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场;垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场OMPQ为磁场边界和x轴的交点,OMMPL,在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场.一质量为m带电荷量为+q的带电粒子从电场中坐标为(-2L,-L)的点以速度沿+x方向射出,恰好经过原点O处射入磁场又从M点射出磁场(粒子的重力忽略不计).

1)求第三象限匀强电场场强E的大小;

2)求磁场的磁感应强度B的大小;

3)如果带电粒子能再次回到原点O,问磁场的宽度至少为多少?

 

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如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽.现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域.若以逆时针方向为电流的正方向,在下图中,线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是( )

A.

B.

C.

D.

 

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如图所示,有一等腰直角三角形的区域,其斜边长为2L,高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场,左侧磁场方向垂直纸面向外,右侧磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正,则下列表示线框中电流ibc边的位置坐标x变化的图象正确的是(   )

 

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如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当通以图示方向电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁场,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,下列说法中正确的是(  )

A. 此过程中磁感应强度B逐渐增大

B. 此过程中磁感应强度B先减小后增大

C. 此过程中磁感应强度B的最小值为

D. 此过程中磁感应强度B的最大值为

 

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