题目内容

如图甲所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着磁场边界，t=O时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动,在t0时刻穿出磁场；图乙为外力F随时间变化的图象，若线框质量为m、电阻为R，图象中的F0、t0也为已知量，由此可知  
A．线框穿出磁场时的速度v= F0t0/m
B．线框穿出磁场时的速度v= 3F0t0/m.
C．匀强磁场的磁感应强度B=
D．匀强磁场的磁感应强度B=
AC
t=0时刻，感应电动势E=0，感应电流I=0，安培力F安=BIl=0，由牛顿第二定律得，F0=ma，a=，v=at0=；
线框边长：l=at02 ，线框离开磁场前瞬间速度：v=at0，由牛顿第二定律知：3F0-=ma，解①②③④式得：B=
本题是力电综合问题，涉及的规律较多，中间变量也较多，列式后联立解方程组即可
练习册系列答案
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（19分）如图所示，正方形导线框abcd的质量为m、边长为l，导线框的总电阻为R。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面水平距离为l。已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g。
（1）求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小。
（2）请证明：导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间，导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率。
（3）求从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中，导线框克服安培力所做的功。
（16分）如图甲所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个2Ω的电阻R，将一根质量m为0.4 kg的金属棒c d垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r大小为0.5Ω，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．当棒的速度达到1 m/s时，拉力的功率为0.4w，此刻t＝0开始计时并保持拉力的功率恒定，经一段时间金属棒达到稳定速度，在该段时间内电流通过电阻R做的功为1.2 J．试求：
（1）金属棒的稳定速度；
（2）金属棒从开始计时直至达到稳定速度所需的时间；
（3）在乙图中画出金属棒所受拉力F随时间t变化的大致图象；
（4）从开始计时直至达到稳定速度过程中，金属棒的最大加速度为多大？并证明流过金属棒的最大电量不会超过2.0C．
如图所示，三边长均为L=0.6m的光滑U形导轨Ⅰ固定放置，与水平面成60°角；
另一足够长的光滑U形导轨Ⅱ固定放置在比导轨Ⅰ高的水平面内，导轨Ⅱ内始终存在着水平向右作匀加速运动的匀强磁场，磁感应强度B＇= 1.0T，方向竖直向上，质量为m=0.1kg，阻值为R=2.0Ω的导体棒ab垂直导轨放置在导轨Ⅰ的开口处（有两柱挡着ab），现突然在导轨Ⅰ内加一垂直于导轨Ⅰ平面向上的、以B=B0－10t变化的磁场，经0.1s后，ab棒离开导轨Ⅰ斜向上飞出（在该0.1s内，导体棒ab所受的安培力大于其重力沿导轨Ⅰ所在平面的分力），恰好能到达最高点时落在导轨Ⅱ的开口a＇b＇处，此后，ab棒及匀强磁场B＇运动的v－t图象分别为图乙中的平行线①②.若ab棒始终与导轨接触良好，导轨的电阻和空气阻力均不计。g取10m/s2，求：
（1）ab棒飞起的高度h；
（2）磁场B的初始值B0；
（3）磁场B＇向右运动的加速度a。
Π型光滑金属导轨对水平地面倾斜固定，空间有垂直于导轨平面的磁场，将一根质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置，如图9，金属杆ab从高度h1处释放后，到达高度为h2的位置（如图中虚线所示），其速度为v，在此过程中，设重力G和磁场力F对杆ab做的功分别为WG和WF，回路中产生的焦耳热为Q，那么以下关系式中正确的是
A．mv2 > mgh1一mgh2+WFB．mv2=WG+WF
C．mv2 + Q = WG+WFD．mv2+Q = WG
如图14所示,边长为L、电阻为R的正方形闭合线圈置于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直.用力将线圈分别以v1、v2匀速拉出磁场,比较两个过程,以下说法正确的是(　　)
①若v1>v2,通过线圈导线横截面的电荷量q1>q2　②若v1<v2,拉力的冲量I1<I2　③若v1<v2,拉力的功率P1<P2　④若v1>v2,产生的热量Q1>Q2

图14
A．①③
B．②③?
C．②④
D．③④?
如图所示，线圈面积S=1.414×10-2 m2，共20匝，总电阻r=0.8Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，线圈绕OO′轴以某一角速度匀速转动时，标有“24V 30W” 的灯泡L正常
发光，则线圈转动过程中产生的电动势最大值为__________V，线圈转动的角速度为__________rad/s．
如图所示，两个固定倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为θ，导轨上端接入一内电阻可忽略的电源，电动势为E。一粗细均匀的金属棒电阻为R，质量为m。已知当地的重力加速度为g，金属棒水平放在导轨上且与导轨接触良好，欲使金属棒静止在导轨上不动，则以下说法正确的是   （   ）
A．可加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为
B．可加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为
C．所加匀强磁场磁感应强度的最小值为
D．所加匀强磁场磁感应强度的最小值为
如图，两水平放置的、足够长的、平行的光滑金属轨道，其间距为L，电阻不计，轨道间为磁感强度B，方向竖直向上的匀强磁场，静置于轨道上的裸金属杆ab、cd的质量与电阻分别为．现使ab杆以初动能Ek沿轨道向左运动直到后来ab杆、cd杆再达到平衡．求CD杆上产生的热量是多少?(其它能量损耗不计)

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