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如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l =0.2m,在导轨的...

如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l 0.2m,在导轨的一端接有阻值为R 0.5Ω的电阻,在X ≥ 0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B 0.5T。一质量为m 0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v02m/s的初速度进人磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力 F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a 2m/s2,方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求:

1)电流为零时金属杆所处的位置;

2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力 F的大小和方向;

3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F方向与初速度v0取值关系

 

(1)感应电动势E= B l v, (1分) 感应电流 I=E/R (1分) I = 0时,v = 0 (1分) 此时,=1(m) (2分) (2)初始时刻,金属直杆切割磁感线速度最大,产生的感应电动势和感应电流最大(1分) 当感应电流为最大值的一半时,(1分) 安培力= 0.02 N (2分) 向右运动时:F + f = m a F = m a - f = 0.18 N,方向与x轴正方向相反(2分) 向左运动时:F - f = m a F = m a + f = 0.22 N,方向与x轴正方向相反(2分) (3)开始时 v = v0 , F + f = m a F = m a - f =(4分) ∴当v0 <= 10 m/s 时,F >0,方向与x轴正方向相反 (2分) 当v0 >= 10 m/s 时,F <0,方向与x轴正方向相同 (2分) 【解析】 (1)感应电动势, 得时 所以米 (2)最大电流 安培力为 牛 向右运动时,得牛,方向与轴相反 向左运动时,得牛,方向与轴相反 (3)开始时,, ,得 当米/秒时,,方向与轴相反 当米/秒时,,方向与轴相同 本题考查电磁感应现象,由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势,当电流为零时速度为零,当速度最大时电流最大,当速度为最大速度一半时求得速度和安培力大小,由牛顿第二定律分情况讨论,当导体棒向右和向左运动时分别列两个公式求解拉力大小  
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如图所示, n=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20cmbc=25cm,放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO’轴匀速转动,转动角速度ω=50rad/s,线圈的总电阻r=1Ω,外电路电阻R=9Ω。试求:

1)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势的大小。

2)线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量。

31min时间内电阻R上产生的热量。

 

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如图甲所示.空间有一宽为2L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框,总电阻值为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域.在运动过程中,线框abcd两边始终与磁场边界平行.设线框刚进入磁场的位置x=0x轴沿水平方向向右.求:

1cd边刚进入磁场时,ab两端的电势差,并指明哪端电势高;

2)线框穿过磁场的过程中,线框中产生的焦耳热;

3)在下面的乙图中,画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象.其中U0=BLv

 

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如下图所示的电流i通过一个R=1Ω的电阻,它不是恒定电流.

(1)计算通电1s内电阻R中产生的热量?

(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R,也能在1s内产生同样的热,这个电流是多大?

 

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如图所示,“U”型金属框水平放置,右端与竖直墙壁相连,导体棒ab垂直于框架的两臂,与框架构成边长L1.0m的正方形,整个回路的电阻R.质量m1 kg的物体c置于水平地面上,并通过轻绳绕过定滑轮与ab相连,当竖直向上的磁场按B=kt均匀变化(k为恒量)时,物体c对地面的压力F随时间t变化的规律如图所示.不考虑一切摩擦,取g10ms2.k的数值为_____T/S,ab棒中感应电流大小为______A方向为________(填a→bb→a

 

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如图所示,质量为m,高度为h的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落,它的上下两边始终保持水平,途中恰好匀速穿过一个有理想边界的匀强磁场区域,则线框在此过程中产生的电热为__________

 

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