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如图所示,固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒...

如图所示,固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒长度也为、电阻均为,两棒与导轨始终接触良好.两端通过开关与电阻为的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量.图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为的质量为,金属导轨足够长,电阻忽略不计.

1)闭合,若使保持静止,需在其上加多大的水平恒力,并指出其方向;

2)断开在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为的加速过程中流过的电荷量为,求该过程安培力做的功

 

(1),方向水平向右;(2) 【解析】 (1)设线圈中的感应电动势为,由法拉第电磁感应定律,则 ① 设与并联的电阻为,有 ② 闭合时,设线圈中的电流为,根据闭合电路欧姆定律得 ③ 设中的电流为,有 ④ 设受到的安培力为,有 ⑤ 保持静止,由受力平衡,有ⅠⅡⅢⅣ ⑥ 联立①②③④⑤⑥式得 ⑦ 方向水平向右. (2)设由静止开始到速度大小为的加速过程中,运动的位移为,所用时间为,回路中的磁通量变化为,平均感应电动势为,有 ⑧ 其中 ⑨ 设中的平均电流为,有 ⑩ 根据电流的定义得 ⑪ 由动能定理,有 ⑫ 联立⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬式得 ⑬  
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考点分析:
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如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场ⅠⅡ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆(    )

A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下

B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间

C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd

D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于

 

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图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1L2为电感线圈,A1 A2 A3是三个完全相同的灯泡.实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2A3的亮度相同.下列说法正确的是(   )

A.图甲中,A1L1的电阻值相同

B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流

C.图乙中,变阻器RL2的电阻值相同

D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等

 

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扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌,为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示,无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是

A.

B.

C.

D.

 

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两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是( 

A.磁感应强度的大小为 T

B.导线框运动速度的大小为

C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D.这段时间内,导线框所受的安培力大小为

 

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如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.现使OMOQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ).在过程中,流过OM的电荷量相等,则等于(  )

A. B. C. D.2

 

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