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如图15甲所示,两足够长的光滑金属导轨水平放置,相距为L,一理想电流表和电阻R与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.导体棒质量为m、有效电阻为r.t=0时对金属棒施一平行于导轨的外力F,金属棒由静止开始沿导轨向右运动,通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示.下列关于穿过回路abMpa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及a、b两端的电压U和通过金属棒的电荷量q随时间t变化的图象中正确的是(设整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻)
试题答案
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BC
根据欧姆定律有
,由法拉第电磁感应定律有:
,因为
,则
及U均与时间成正比,A错误、BC正确;由
,D错误。
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在匀强磁场中有两根平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直,导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd,如图所示,两根导体棒匀速移动的速率分别为v
1
和v
2
,则下列情况可以使回路中产生感应电流的是( )。
A.ab、cd均向右运动,且v
1
=v
2
B.ab、cd均向右运动,且v
1
>v
2
C.ab、cd均向左运动,且v
1
>v
2
D.ab向右运动,cd向左运动,且v
1
=v
2
如图所示,竖直平面内有足够长的金属导轨,轨距0.2m,金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,ab的电阻为0.4Ω,导轨电阻不计,导轨ab的质量为0.2g,垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T,且磁场区域足够大,当ab导体自由下落0.4s时,突然接通电键K,则:
(1)试说出K接通后,ab导体的运动情况。
(2)ab导体匀速下落的速度是多少?(g取10m/s
2
)
正方形导体框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k。导体框质量为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为____________;导体框中感应电流做功的功率为____________。
如图所示,相距为d的两水平虚线p
1
、p
2
表示方向垂直纸面向里的匀强磁场中的上下边界,磁场的磁感应强度为B,正方形abcd的边长为L(L<d)、质量为m、电阻为R,线框处在磁场正上方,ab边与虚线p
1
相距h.线框由静止释放,下落过程中线框平面始终在竖直平面内,线框的ab边刚进入磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同.在线框从进入到全部穿过磁场的过程中,下列说法正确的是( )
A.线框克服安培力所做的功为2mgd
B.线框克服安培力所做的功为mgd
C.线框的最小速度一定为
D.线框的最小速度一定为
如图所示,一个质量m=16g、长d=0.5m、宽L=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线框从高处自由落下,下落5m高度,下边开始进入一个跟线框平面垂直的匀强磁场.已知磁场区域的高度h=1.55m,线框进入磁场时恰好匀速下落(g取10m/s
2
).问:(1)磁场的磁感应强度多大?(2)线框下边将要出磁场时的速率多大?
(10分)如图所示,质量为m的单匝正方形线圈,其边长为L,在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落,设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平,当线框的底边刚进入磁场区域时,恰能在匀强磁场中做匀速运动。若磁场的磁感应强度为B,求:
(1)线圈的电阻多大?
(2)线圈进入磁场的过程中单位时间内有多少机械能转化为电能?
如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置.两导轨间距为L,M、P 两点间接有阻值为R的电阻,面MPQN与水平面的夹角为θ.一根质量为m的均匀直金属杆
放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让
杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦
小题1:求
杆在下滑过程中可以达到的最大速度值;
小题2:在
杆加速下滑时,当
杆的速度大小为
时,求此时
杆加速度的大小.
如图所示,在一宽度为d的有限磁场中,使一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速的通过磁场区域。若d>L,则在线框中不产生感应电流的时间应等于 。
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