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如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨、固定在同一水平面上,两导轨间距.导轨电阻...

如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨固定在同一水平面上,两导轨间距.导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻.导轨上停放一质量、电阻的金属杆,整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.用一外力沿水平方向拉金属杆,使之由静止开始做匀加速运动,电压传感器可将两端的电压即时采集并输入电脑,获得电压随时间变化的关系如图乙所示.

   

1)计算加速度的大小;

2)求第末外力的瞬时功率;

3)如果水平外力从静止开始拉动杆所做的功,求金属杆上产生的焦耳热.

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)根据 结合图乙所示数据,解得:a=1m/s2. (2)由图象可知在2s末,电阻R两端电压为0.2V 通过金属杆的电流 金属杆受安培力 设2s末外力大小为F2,由牛顿第二定律, , 故2s末时F的瞬时功率 (3)设回路产生的焦耳热为Q,由能量守恒定律, 电阻R与金属杆的电阻r串联,产生焦耳热与电阻成正比 金属杆上产生的焦耳热 解得: .  
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考点分析:
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如图所示,阻值忽略不计,间距为l的两金属导轨MNPQ平行固定在水平桌面上,导轨左端连接阻值为R的电阻,一阻值为r质量为m的金属棒ab跨在金属导轨上,与导轨接触良好,动摩擦因数为μ,磁感应强度为B的磁场垂直于导轨平面向里,给金属棒一水平向右的初速度v0,金属棒运动一段时间后静止,水平位移为x,导轨足够长,求整个运动过程中,安培力关于时间的平均值的大小

 

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如图所示, 间距为L,足够长的光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨所在平面,将ab棒在导轨上无初速度释放,当ab棒下滑到稳定状态时,速度为v,通过电阻R的的电荷量为q ,电阻R上消耗的功率为P.导轨和导体棒电阻不计.下列判断正确的是(

A.导体棒的a端比b端电势低

B.ab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动

C.ab棒由开始释放到达到稳定状态的过程中金属棒在导轨上发生的位移为

D.若换成一根质量为原来2倍的导体棒,其他条件不变,则ab棒下滑到稳定状态时,电阻R消耗的功率将变为原来的2

 

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如图所示,SP是半径为a的环形导线的两端点,OP间电阻为R,其余电阻不计,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直环面.当金属棒OQ与环形导线接触,以角速度ωO点无摩擦匀速转动时,则(  )

A.电阻R两端的电压为

B.电阻R消耗的功率为

C.金属棒受的安培力为

D.外力对OQ做功的功率为

 

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如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计.虚线abcd均与导轨垂直,在abcd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场.将两根相同的导体棒PQMN先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好.已知PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是

A. B. C. D.

 

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如图所示,半径为r且水平放置的光滑绝缘的环形细管道内有一带电粒子.此装置放在匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系式为B=B0+kt(k>0).根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场将产生稳定的电场,该感应电场对带电粒子将有沿圆环切线方向的作用力.粒子转动一周后的磁感应强度为B1,则

A.此装置产生的感生电动势为(B1-B0)πr2

B.此装置产生的感生电动势为kπr2

C.感应电场的方向沿逆时针

D.粒子转动过程中一定是洛伦兹力提供向心力

 

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