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平行导轨P、Q相距l=1 m,导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的平行板电...

平行导轨PQ相距l1 m,导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板MN相距d10 mm,定值电阻R1R212 ΩR32 Ω,金属棒ab的电阻r2 Ω,其他电阻不计.磁感应强度B0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间,质量m1×1014kg,电荷量q=-1×1014C的微粒恰好静止不动.取g10 m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好.且速度保持恒定.试求:

(1)匀强磁场的方向和MN两点间的电势差

(2)ab两端的路端电压;

(3)金属棒ab运动的速度.

 

(1) 竖直向下;0.1 V(2)0.4 V. (3) 1 m/s. 【解析】 (1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态,因为重力竖直向下,所以电场力竖直向上,故M板带正电.ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势,ab棒等效于电源,感应电流方向由b→a,其a端为电源的正极,由右手定则可判断,磁场方向竖直向下. 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态,根据平衡条件有mg=Eq 又 所以UMN==0.1 V (2)由欧姆定律得通过R3的电流为I==0.05 A 则ab棒两端的电压为Uab=UMN+I×0.5R1=0.4 V. (3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E=BLv 由闭合电路欧姆定律得E=Uab+Ir=0.5 V 联立解得v=1 m/s.  
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考点分析:
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如图所示,两条足够长的平行金属导轨相距l,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道光滑且磁场方向向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下.当导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中,导体棒MN一直静止在导轨上.若两导体棒质量均为m、电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q,:

(1)导体棒MN受到的最大摩擦力;

(2)导体棒EF上升的最大高度.

 

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如图,水平的平行虚线间距为d=60cm,其间有沿水平方向的匀强磁场.一个阻值为R的正方形金属线圈边长l<d,线圈质量m=100g.线圈在磁场上方某一高度处由静止释放,保持线圈平面与磁场方向垂直,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.不计空气阻力,取g=10m/s2,则( )

A.线圈下边缘刚进磁场时加速度最小

B.线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6J

C.线圈在进入磁场和穿出磁场过程中,电流均为逆时针方向

D.线圈在进入磁场和穿出磁场过程中,通过导线截面的电量相等

 

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AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根靠立在导轨上的金属直棒(开始时bO点很近),如图所示.它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a端始终在AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中(  )

A.感应电流方向始终是ba

B.感应电流方向先是ba,后变为ab

C.所受安培力方向垂直于ab向上

D.所受安培力方向先垂直于ab向下,后垂直于ab向上

 

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(多选)如图所示,正方形线框的边长为L,电容器的电容为C.正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,当磁感应强度以k为变化率均匀减小时,则(  )

A.线框产生的感应电动势大小为kL2

B.电压表没有读数

C.a点的电势高于b点的电势

D.电容器所带的电荷量为零

 

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如图a所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管QPQ共轴,Q中通有变化电流i,电流随时间变化的规律如图b所示.P所受的重力为G,桌面对P的支持力为FN,则(  )

    

A.t1时刻FNGP有收缩的趋势.

B.t2时刻FNG,此时穿过P的磁通量最大.

C.t3时刻FNG,此时P中无感应电流.

D.t4时刻FNG,此时穿过P的磁通量最小.

 

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