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如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部...

如图所示,两根足够长平行金属导轨MNPQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L=1 m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=1Ω,电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5sin37°=0.6cos37°=0.8,取g=10m/s2

1求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm

2求金属棒ab沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率PR

 

(1)(2) 【解析】(1)金属棒由静止释放后,在重力、轨道支持力、摩擦力和安培力作用下沿斜面做变加速运动,加速度不断减小,当加速度为零时达到最大速度vm后保持匀速运动.有: ① 又安培力大小为: ② 感应电流为: ③ 感应电动势为: ④ 联解①②③④得⑤ (2)金属棒以最大速度匀速运动时,电阻R上的电功率最大, 根据功率公式有⑥ 联解③④⑤⑥得  
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考点分析:
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如图所示,N=50匝的矩形线圈abcdab边长l1=20 cmad边长l2=25 cm,放在磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以ω=2πn=100π rad/s角速度匀速转动,线圈电阻r=1 Ω,外电路电阻R=9 Ωt=0时线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外、cd边转入纸里.求:

1t=0时感应电流的方向;

2感应电动势的瞬时值表达式;

3从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量.

 

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如图所示,理想变压器原线圈两端的输入电压为220V,副线圈两端接有两只标有“12V24W”字样的灯泡,当开关S1S2都闭合时,两灯泡均正常发光。下列说法中正确的是(    )

A. 该变压器原、副线圈的匝数之比应为553

B. 该变压器原、副线圈的匝数之比应为355

C. 将开关S1断开,则通过该变压器原线圈的电流将变小

D. 将开关S1断开,则该变压器原线圈的输入功率将变大

 

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如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间变化,下列说法正确的是(  )

A. 当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小

B. 当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大

C. 当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大

D. 当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变

 

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【加试题】如图所示的电路中,L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2是两个完全相同的灯泡,E是一内阻不计的电源.t=0时刻,闭合开关S,经过一段时间后,电路达到稳定,t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流,规定图中箭头所示的方向为电流正方向,以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是   

S288.TIF

 

 

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如图所示,足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ(0θ90°),其中MNPQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的部分的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中(  )

A. b点的电势高于a点的电势

B. ab棒中产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减少量

C. 下滑的位移大小为

D. 受到的最大安培力大小为

 

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