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如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的绝缘斜面上,顶部接有一阻值...

如图所示,两根足够长平行金属导轨MNPQ固定在倾角的绝缘斜面上,顶部接有一阻值的定值电阻,下端开口,导轨间距。整个装置处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=2kg的金属棒ab,由静止释放后沿导轨运动,运动过程中始终竖直于导轨,且与导轨接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数。从金属棒ab开始运动至达到最大速度的过程中,金属棒下降的竖直高度为h=6m.金属棒ab在导轨之间的电阻,电路中其余电阻不计。 ,取。求:

(1)金属棒ab达到的最大速度.

(2)金属棒ab沿导轨向下运动速度v=5m/s时的加速度大小.

(3)从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的热量.

 

(1)(2)(3)9J 【解析】 (1)当安培力为零时,加速度最大,根据牛顿第二定律求解最大加速度;当加速度为零时速度最大,根据平衡条件求解最大速度; (2)金属棒速度最大时感应电流最大,首先求解此时的安培力,根据牛顿第二定律求解加速度; (3)根据能量守恒定律求解回路中的总热量,根据比例关系求解电阻R上产生的热量. (1)金属棒ab达到最大速度时,受力平衡,有 金属棒ab产生的感应电动势为 感应电流为 金属棒ab受到的安培力 联立解得金属棒ab达到的最大速度 (2)金属棒ab沿导轨向下运动速度时, 金属棒ab产生的感应电动势为 感应电流为 金属棒ab受到的安培力 代入数据 金属棒ab的加速度为a,由牛顿第二定律得 代入数据解得 (3)应用能量守恒定律有 代入数据解得Q=16J 根据可知,电阻R上产生的热量 代入数据可得
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考点分析:
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如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10 kW,输电电压为400 V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用2 kV高压输电,最后用户得到220 V9.5 kW的电,求:

1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比

2)输电线路导线电阻R

3)用户降压变压器、原副线圈匝数比

 

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如图所示为交流发电机示意图,匝数n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm20cm,内阻为,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动,线圈和外部20Ω的电阻R相连接,已知线圈绕OO′轴转动时产生的电动势最大值Em=NBSω,求:

(1)电压表和电流表示数?   

(2)电阻R上所消耗的电功率是多少?   

(3)由图示位置转过90°的过程中,通过R的电量是多少?

 

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如图所示,一个圆形线圈的匝数n=1 000,线圈面积S=200 cm2,线圈的电阻r=1 Ω,线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.求:

(1)前4 s内感应电动势的大小.

(2)前5 s内感应电动势的大小.

 

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如图所示为探究感应电流方向的规律"实验时所用电路。

(1)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,那么闭合开关后将线圈B迅速插入线圈A时,灵敏电流计指针将________;接着将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,灵敏电流计指针_____________.(均选填向左偏”“向右偏"不偏”)

(2)某同学在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除______(选填“A”“B”)线圈所在电路时发生的.

 

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均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。重力加速度为g.cd边刚进入磁场时(    )

A. 线框电流方向为acdba

B. 线框中产生的感应电动势大小

C. cd两点间的电势差

D. 若此时线框加速度大小恰好为,则线框下落的高度一定满足

 

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