题目内容

如图11所示,竖直放置在匀强磁场中的固定光滑长直导轨,自身的电阻不计.磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B="0.5" T.两导体棒ab、cd的长均和导轨宽度相同,为l="0.2" m,电阻均为r="0.1" Ω,重力均为G="0.1" N,导体棒与导轨接触良好.现用竖直向上的推力F推ab,使它匀速上升,此时观察到cd处于静止.下列说法正确的是(　　)?

图11
A．ab受到的推力F大小为0.1 N
B．2 s内回路中产生的电能为0.2 J
C．2 s内cd上产生的电热为0.4 J
D．ab上升的速度为2 m/s
D?
整体分析,推力F=2G="0.2" N,A错.对cd分析,安培力大小等于重力,则回路中电流为I="1" A,2 s内回路产生的电能E=I2·2r·t="0.4" J,B错.cd上产生热量应为0.2 J.C错.由E=Blv=I·2r知ab上升速度v="2" m/s,D正确.?
练习册系列答案
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光滑绝缘水平面上存在竖直向下的匀强磁场B，宽度为2L，一边长为L、电阻为R．用同种材料做成的正方形线框以初速度v0从左侧冲进磁场区域，俯视图如图21 -（a）所示，当线框完全离开磁场时速度恰好为零．以ab边刚进入磁场时为时间和位移的零点，用v表示线框速度（以右为正方向），i表示回路中的感应电流（以逆时针方向为正，i0表示零时刻回路的感应电流），Uab表示a、b两点间的电压，Fab表示ab边所受的安培力（向左为正，F0表示零时刻ab边所受的安培力）．则关于以上四个物理量对时间t或对位移x的图象中正确的是（   ）
（18分）如图所示，质量，电阻，长度的导体棒横放在U型金属框架上。框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数，相距0.4m的、相互平行，电阻不计且足够长。电阻的垂直于。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。垂直于施加的水平恒力，从静止开始无摩擦地运动，始终与、保持良好接触。当运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。
（1）求框架开始运动时速度v的大小；
（2）从开始运动到框架开始运动的过程中，上产生的热量，求该过程位移x的大小。
如图所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨，O是它们的交点且接触良好．两导轨处在同一水平面内，并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界)．导体棒ab与导轨始终保持良好接触，并在弹簧S的作用下沿导轨以速度v0向左匀速运动．已知在导体棒运动的过程中，弹簧始终处于弹性限度内．磁感应强度的大小为B，方向如图．当导体棒运动到O点时，弹簧恰好处于原长，导轨和导体棒单位长度的电阻均为r，导体棒ab的质量为m．求：
（1）导体棒ab第一次经过O点前，通过它的电流大小；
（2）弹簧的劲度系数k；
（3）从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中，导体棒ab中产生的热量．
（18分）洛伦兹力演示仪是由励磁线圈（也叫亥姆霍兹线圈）、洛伦兹力管和电源控制部分组成的。励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，电子在玻璃泡内运动时，可以显示出电子运动的径迹。其结构如图所示。
（1）给励磁线圈通电，电子枪垂直磁场方向向左发射电子，恰好形成如“结构示意图”所示的圆形径迹，则励磁线圈中的电流方向是顺时针方向还是逆时针方向？
（2）两个励磁线圈中每一线圈为N = 140匝，半径为R =" 140" mm，两线圈内的电流方向一致，大小相同为I = 1.00A，线圈之间距离正好等于圆形线圈的半径，在玻璃泡的区域内产生的磁场为匀强磁场，其磁感应强度（特斯拉）。灯丝发出的电子经过加速电压为U=125V的电场加速后，垂直磁场方向进入匀强磁场区域，通过标尺测得圆形径迹的直径为D = 80.0mm，请估算电子的比荷。（答案保留2位有效数字）
（3）为了使电子流的圆形径迹的半径增大，可以采取哪些办法？
一矩形线圈位于一匀强磁场内，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示.以I表示线圈中产生的感应电流，取垂直于纸面向里为磁场的正方向，取顺时针方向的感应电流为正，则以下的I-t图(如下图)中正确的是(   )
如图所示，水平放置的U形光滑导轨足够长，处在磁感应强度B="5" T的匀强磁场中，导轨宽度l="0.2" m，可动导体棒ab质量m="2.0" kg，电阻R="0.1" Ω，其余电阻可忽略.现在水平外力F="10" N的作用下，由静止开始运动了s="40" cm后，速度达到最大.求棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上所产生的热量Q=__________.
如图3-6-6所示，空间有一个方向水平的有界匀强磁场区域，一矩形导线框，自磁场上
方某一高度处自由下落，然后进入磁场.进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直.则在进入时，导线框的速度图象可能（   ）

图3-6-6
如图所示平行长导轨MN、PQ(电阻不计)竖直放置，间距L=1m，导轨之间接一电阻R=3．水平导线ab，电阻r=1，与导轨有良好接触(摩擦不计)，导轨之间有指向纸里的匀强磁场B=0.5T．ab质量m=0.025kg自静止开始下落至a'b'位置时ab开始做匀速运动，aa'=h=2m，g=10m/．

求①ab匀速运动的速率．
②ab从静止到匀速这段时间内R上产生的热量．

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