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如图所示,平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角=30°,导轨间...

如图所示,平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角=30°,导轨间距为L=0.5m,上端接有R=3Ω的电阻,在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁场区域为OO′O1O1,磁感应强度大小为B=2T,磁场区域宽度为d=0.4m,放在轨道的一金属杆ab质量为m=0.08kg、电阻为r=2Ω,从距磁场上边缘d0处由静止释放,金属杆进入磁场上边缘的速度v=2m/s.两轨道的电阻可忽略不计,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,重力加速度大小为g=l0m/s2,求:

(1)金属杆距磁场上边缘的距离d0

(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量q;

(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热Q.

 

(1)0.4m (2)0.08C (3)0.096J 【解析】 (1)由能量守恒定律得mgdsin30°=mv2 金属杆距磁场上边缘的距离d0=0.4m (2)由法拉第电磁感应定律E= 由闭合电路欧姆定律I= 金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量q=∑IΔt===0.08C. (3)由法拉第电磁感应定律E=BLv=2V 由闭合电路欧姆定律I==0.4A F=BIL=0.4N F′=mgdsin30°=0.4N 所以金属棒进入磁场后做匀速运动,金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热 Q=mgdsin30°=0.096J
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考点分析:
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如图所示,光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连,水平轨道上方有一足够长的金属杆,杆上挂有一光滑螺旋管A.在弧形轨道上高为h的地方,无初速释放一磁铁B(可视为质点),B下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动,设A、B的质量分别为M、m,若最终A、B速度分别为vA、vB.

(1)螺旋管A将向哪个方向运动?

(2)全过程中整个电路所消耗的电能.

 

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如图甲所示,一个匝数n100的圆形导体线圈,面积S10.4 m2,电阻r1 Ω。在线圈中存在面积S20.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R2 Ω的电阻,将其两端ab分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( 

A.圆形线圈中产生的感应电动势E6 V B.04 s时间内通过电阻R的电荷量q6 C

C.b端电势为零,则a端的电势φa3 V D.04 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q18 J

 

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如图,MNPQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中( 

A.流过金属棒的最大电流为 B.通过金属棒的电荷量为

C.克服安培力所做的功为mgh D.金属棒产生的焦耳热为mghμd

 

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如图所示,足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MNPQ竖直放置,间距为L0.5 m,一匀强磁场磁感应强度B0.2 T垂直穿过导轨平面,导轨的上端MP间连接阻值为R0.40 Ω的电阻,质量为m0.01 kg、电阻不计的金属棒ab垂直紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑,经过一段时间金属棒达到稳定状态,这段时间内通过R的电荷量为0.3 C,则在这一过程中(g10 m/s2  

A.ab所受安培力的最大值为0.05 N B.这段时间内,棒ab下降的高度1.2 m

C.重力的最大功率为0.1 W D.电阻R上产生的焦耳热为0.04 J

 

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如图所示,AB是两个完全相同的灯泡,L是电阻为零的纯电感,且自感系数L很大。C是电容较大且不漏电的电容器,下列判断正确的是( 

A.S闭合时,A灯亮后逐渐熄灭,B灯逐渐变亮

B.S闭合时,A灯、B灯同时亮,然后A灯变暗,B灯变得更亮

C.S闭合,电路稳定后,S断开时,A灯突然亮一下,然后熄灭,B灯立即熄灭

D.S闭合,电路稳定后,S断开时,A灯突然亮一下,然后熄灭,B灯逐渐熄灭

 

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