题目内容

如图12-11甲所示,用裸导体做成U形框架abcd,ad与bc相距L="0.2" m,其平面与水平面成θ=30°角.质量为m="1" kg的导体棒PQ与ad、bc接触良好,回路的总电阻为R="1" Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向).t=0时,B0="10" T、导体棒PQ与cd的距离x0="0.5" m.若PQ始终静止,关于PQ与框架间的摩擦力大小在0～t1="0.2" s时间内的变化情况,下面判断正确的是(　　)

图12-11
A．一直增大B．一直减小C．先减小后增大D．先增大后减小
C
由图乙,,t=0时,回路所围面积S=Lx0="0.1" m2,产生的感应电动势,,安培力F=B0IL="10" N,方向沿斜面向上.而下滑力mgsin30°="5" N,小于安培力,故刚开始摩擦力沿斜面向下.随着安培力减小,沿斜面向下的摩擦力也减小,当安培力等于下滑力时,摩擦力为零.安培力再减小,摩擦力变为沿斜面向上且增大,故选项C对.
练习册系列答案
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如图12-59所示，MN、PQ是两根足够长固定的平行金属导轨，其间距为L，导轨平面与水平面的夹角为α.在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的M、P端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止释放沿导轨下滑，已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ.

图12-59
（1）分析ab棒下滑过程中的运动性质，画出其受力示意图.
（2）求ab棒的最大速度.
（18分）如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm，与内阻r为0.5Ω的电源相连，导轨平面与水平面成45 o角。整个装置处在方向竖直向下，磁感应强度B为1T的匀强磁场中，当滑动变阻器调至阻值为零时，在导轨上放置一质量为0.2kg的金属棒MN，恰好处于静止状态，经测量，导轨间的金属棒电阻值R为0.5Ω。导轨、导线电阻不计，g取10m/s2

（1）求金属棒所受安培力的大小，并指明金属棒上电流的方向；
（2）计算电源电动势E。
(16分)如图所示，固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQ、MN，导轨的电阻不计，间距为d = 0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B = 0.2T的匀强磁场中．电阻均为r = 0.1Ω、质量分别为m1 = 0.3kg和m2 = 0.5kg的两金属棒ab、cd平行的搁在导轨上，现固定棒ab，让cd在水平恒力F = 0.8N的作用下，由静止开始做加速运动，试求：
(1)cd棒两端哪端电势高；
(2)当电压表的读数为U = 0.2V时，cd棒受到的安培力多大；
(3)棒cd能达到的最大速度vm．
 
某实验装置如下图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，如下图所示，则在t1—t2这段时间内，能在线圈B中产生感应电流的是（   ）

A．甲B．乙C．丙D．丁
如下图所示，一个“U”形金属导轨PMNQ，其质量为M＝2 kg，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁场中，另有一根质量为m＝0.6 kg的金属棒CD与MN边平行放置在导轨上，CD边左边靠着固定的卡口a、b，卡口能阻止CD棒向左运动。匀强磁场以图中虚线为界，左侧的磁场B1方向竖直向上(区域无限大)，右侧的磁场B2方向水平向左，磁感应强度的大小都是0.80 T，如图所示。导轨MN段长为0.50 m，电阻为0.40 Ω，金属棒CD的电阻是0.40 Ω，其余电阻不计，CD与导轨间的动摩擦因数为0.20。若在导轨上作用一个方向水平向左，大小为2.4 N的恒力，设导轨足够长，取g＝10 m/s2。
求：导轨运动过程中的最大加速度和最大速度。
一质量为m的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端与一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨与杆的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端，则在此全过程中（   ）
A．向上滑行的时间大于向下滑行的时间
B．电阻R上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时
C．通过电阻R的电量向上滑行时大于向下滑行时
D．杆a、b受到的磁场力的冲量向上滑行时大于向下滑行时
电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成．起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环(导电环的分布如图所示)．导电环所用材料每米的电阻为0.125πΩ，从中心向外第n个同心圆环的半径为＝(2n－1)r，(n＝1，2，3，…，7)，已知＝1.0cm．当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，该磁场的磁感应强度B随时间的变化率为sinωt，求：

(1)半径为的导电圆环中感应电流的最大值是多大？
(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×m的红外线光子辐射出来，那么半径为的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少？
(3)若不计其他损失，所有导电圆环释放的总功率P是多大？
(以上计算中可取＝10，h＝6.6×J·s．)
如图所示，由电磁感应现象形成的电源和平行板电容器相连接。电源内有固定的25匝线圈，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化规律如(b)图。平行板电容器两个极板水平放置，板间距离d=2cm．两极板间有一个带电微粒，质量m=1.0×kg，带负电。电量为q=1.8×C．假设t=0时，上极板电势高，且此时带电微粒的即时速度为零，假定带电微粒的运动不会碰到极板。试求：

(1)微粒所受电场力是它重力的多少倍？
(2)微粒在30ms末的瞬时速度。
(3)微粒在30ms末相对于起始位置的位移。

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