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如图所示,水平放置的U形导轨足够长,置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=5T,导轨宽度L=0.4m,左侧与R=0.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上,导体棒ab质量m=2.0kg,电阻r=0.5Ω,与导轨的动摩擦因数μ=0.2,其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下,由静止开始运动了x=40cm后,速度达到最大,取g=10m/s2.求:

(1)导体棒ab运动的最大速度是多少?

(2)当导体棒ab的速度v=1ms时,导体棒ab的加速度是多少?

(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?

 

(1)vm=1.5m/s (2)a=1m/s2 (3)QR=0.075J 【解析】 (1)导体棒ab垂直切割磁感线,产生的电动势大小:E=BLv, 由闭合电路的欧姆定律得: 导体棒受到的安培力:FA=BIL, 当导体棒做匀速直线运动时速度最大,由平衡条件得: 解得最大速度:vm=1.5m/s; (2)当速度为v由牛顿第二定律得: 解得:a=1m/s2; (3)在整个过程中,由能量守恒定律可得: 解得:Q=0.15J, 所以QR=0.075J。  
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考点分析:
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如图所示,平直光滑导轨ab间距为,导轨间有一边长为的正六边形匀强磁场区域,磁感应强度为,导轨右侧接一定值电阻,左侧一导体棒长正好为d,与导轨接触良好且可在导轨上横向自由滑动,导体棒单位长度电阻为,导轨及导线电阻不计,现让导体棒以速度匀速向右运动,从导体棒进入磁场区域开始计时,在通过磁场区域的过程中,定值电阻上流过的电流大小为I,导体棒受到的安培力大小为FR两端的电压大小为UR上的热功率为P,则IFUP分别随时间t变化的图象可能正确的是  

A. B.

C. D.

 

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如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是(  

A.  B.

C.  D.

 

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将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN,其中OM=R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是(   )

 

A.

B.

C.

D.

 

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如图所示,半径为2L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆区域内存在垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在小圆与导轨之间的环形区域内存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。现将一长度为3L的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻,导体棒以角速度ω沿导轨逆时针做匀速圆周运动,其他电阻不计。下列说法正确的是(  

A.导体棒O点的电势比A点的电势低

B.在导体棒的内部电流由A点至O

C.在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为

D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为

 

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近年来,手机无线充电功能的广泛应用为人们提供了很大便利.如图甲为充电原理示意图.充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的励磁线圈可产生交变磁场,从而使手机内的感应线圈产生感应电流.当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时(电流由a流入时方向为正),下列说法正确的是(  )

A.感应线圈中产生的是恒定电流

B.感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反

C.t3时刻,感应线圈中电流的瞬时值为0

D.t1t3时间内,c点电势高于d点电势

 

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