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如图所示,竖直平面内两根光滑且不计电阻的长平行金属导轨,间距为L,导轨间的空间内...

如图所示,竖直平面内两根光滑且不计电阻的长平行金属导轨,间距为L,导轨间的空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场;将一质量为m、电阻为R的金属杆水平靠在导轨处上下运动,与导轨接触良好。

(1)若磁感应强度随时间变化满足Bktk为已知非零常数,金属杆在距离导轨顶部L处释放,则何时释放,会获得向上的加速度。

(2)若磁感应强度随时间变化满足BB0cd均为已知非零常数,为使金属杆中没有感应电流产生,从t0时刻起,金属杆应在外力作用下做何种运动?

 

(1)在时释放金属棒,加速度向上; (2)金属棒由静止开始向下做匀加速直线运动 【解析】 试题(1)由法拉第电磁感应定律得: 安培力:, 设t时刻能获得向上的加速度,此时安培力:FA>mg,即:, 解得:; (2)设t=0时,金属杆距离顶部x,为了不产生感应电流,任意时刻t时磁通量应与刚开始时相同,设t时间内位移s,已知:,磁通量保持不变,则, 解得:,由静止开始向下的匀加速直线运动。
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考点分析:
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如图所示,间距为L的两根光滑圆弧轨道置于水平面上,其轨道末端水平,圆弧轨道半径为r,电阻不计。在其上端连有阻值为R0的电阻,整个装置处于如图所示的径向磁场中,圆弧轨道处的磁感应强度大小为B。现有一根长度等于L、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg(重力加速度为g)。求金属棒到达轨道底端时金属棒两端的电压。

 

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(1)如图甲所示,两根足够长的平行导轨,间距L0.3 m,在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B10.5 T。一根直金属杆MNv2 m/s的速度向右匀速运动,杆MN始终与导轨垂直且接触良好。求杆MN中产生的感应电动势E1

 

(2)如图乙所示,一个匝数n100的圆形线圈,面积S10.4 m2。在线圈中存在面积S20.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E2

 

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如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时速度为v,方向与磁场边界成45°角,若线框的总电阻为R,则(   )

A. 线框穿进磁场过程中,线框中电流的方向为DCBAD

B. AC刚进入磁场时,线框中感应电流为

C. AC刚进入磁场时,线框所受安培力为

D. AC刚进入磁场时,CD两端电压为Bav

 

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如图甲所示,一个边长为L的正方形线框固定在匀强磁场(图中未画出)中,磁场方向垂直于导线框所在平面,规定向里为磁感应强度的正方向,向右为导线框ab边所受安培力F的正方向,线框中电流i沿abcda方向时为正,已知在04 s时间内磁场的磁感应强度的变化规律如图乙所示,则下列图像所表示的关系正确的是(  )

 

A.  B.  C.  D.

 

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如图所示,ab两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则(  )

 

A. 两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B. ab线圈中感应电动势之比为91

C. ab线圈中感应电流之比为34

D. ab线圈中电功率之比为31

 

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