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如图,两条相距的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为的电阻...

如图,两条相距的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小为随时间的变化关系为,式中为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为,方向也垂直于纸面向里.某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在时刻恰好以速度越过,此后向右做匀速运动.金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计.求:

1)在时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;

2)在时刻)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.

 

(1) ;(2); 【解析】 在金属棒未越过MN之前,t时刻穿过回路的磁通量为: ① 设在从t时刻到的时间间隔内,回路磁通量的变化量为,流过电阻R的电荷量为,由法拉第电磁感应有: ② 由欧姆定律有: ③ 由电流的定义有: ④ 联立①②③④可得: ⑤ 由⑤可得,在t=0到t=的时间间隔内,流过电阻R的电荷量q的绝对值为: ⑥ (2)当时,金属棒已越过MN,由于金属棒在MN右侧做匀速运动,有: ⑦ 式中f是外加水平恒力,F是匀强磁场施加的安培力.设此时回路中的电流为I,F的大小为: ⑧ 此时金属棒与MN之间的距离为: ⑨ 匀强磁场穿过回路的磁通量为: ⑩ 回路的总磁通量为: ⑪ 式中仍如①式所示,由①⑨⑩⑪可得,在时刻t()穿过回路的总磁通量为: ⑫ 在t到的时间间隔内,总磁通量的改变为:⑬ 由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为:⑭ 由欧姆定律有: ⑮ 联立⑦⑧⑬⑭⑮可得:  
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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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如图所示,ABC是三个完全相同的灯泡,L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则(  )

A.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭

B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭

C.电路接通稳定后,三个灯亮度相同

D.电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭

 

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半径分别为r2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上,一长为r,质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨的中心O,装置的俯视图如图所示;整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下;在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出).直导体棒在水平外力作用下以角速度ωO逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略,重力加速度大小为g,求:

(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小;

(2)外力的功率.

 

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如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:

(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I;

(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a;

(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P.

 

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如图,水平面(纸面)内同距为的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为的金属杆置于导轨上,t0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动.时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为g.求

1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;

2)电阻的阻值.

 

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