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如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨的上端接有定值电阻,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度大小为B.将质量为m、长度为L的导体棒从导轨上端由静止释放,当下滑的速度为v时导体棒开始匀速运动,此时对导体棒施加平行导轨向下的拉力并保持拉力的功率恒定,导体棒在拉力的作用下沿导轨下滑一段时间后,以2v的速度匀速运动.导体棒下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.求:

(1)导体棒的速度为时的加速度大小a

(2)拉力的功率P

(3)导体棒以速度2v匀速下滑时,电阻R上消耗的电功率.

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)当导体棒的速度为v时,导体棒上产生的感应电动势为: 设该定值电阻的阻值为R,则导体棒上通过的电流为: 导体棒所受安培力的大小为: 解得: 同理可得,当导体棒的速度分别为和2v时,导体棒所受安培力的大小分别为:, 当导体棒的速度为v时,由平衡条件有: 当导体棒的速度为时,由牛顿第二定律有: 解得:; (2)设导体棒的速度为2v时所受的拉力大小为,由平衡条件有: 此时拉力的功率为: 解得:; (3)在导体棒以2v的速度匀速运动的过程中,由于导体棒的动能不变,结合能量守恒定律可知,电阻R上消耗的电功率等于拉力的功率与重力的功率之和 有:.
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如图甲所示,面积为SN匝线圈A处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,设垂直线圈平面向外为磁场的正方向。电阻R1R2,电容C,线圈A的电阻rB0t0均为已知量。t=0时刻,闭合开关S

(1)t=时,求通过R2的电流大小及方向;

(2)t=t1时刻断开S,求S断开后通过R2的电荷量。

 

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(1)匀强电场的电场强度的大小E

(2)该带电粒子从磁场中射出时通过y轴的纵坐标。

 

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1)金属棒所受安培力的大小和方向;

2)该匀强磁场的磁感应强度的大小.

 

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如图为某同学验证楞次定律的实验,在水平面固定一“U”形铝框架,框架上置一铝杆ab,不计摩擦,将条形磁铁放在框架正上方,当将磁铁做如下运动时,判断杆ab的运动方向:

(1)将磁铁竖直向上运动时,杆ab将向_________运动。

(2)将磁铁竖直向下运动时,杆ab将向_________运动。

(3)将磁铁水平向右运动时,杆ab将向_________运动。(填

 

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