10、如圖(A)所示,固定于水平桌面上的金屬架cdef,處在一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0,金屬棒ab擱在框架上,可無(wú)摩擦地滑動(dòng),此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形,金屬棒的電阻為r,其余部分的電阻不計(jì)。從t=0的時(shí)刻起,磁場(chǎng)開始均勻增加,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的大小為k(k=)。求:
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(1)用垂直于金屬棒的水平拉力F使金屬棒保持靜止,寫出F的大小隨時(shí)間 t變化的關(guān)系式。
(2)如果豎直向下的磁場(chǎng)是非均勻增大的(即k不是常數(shù)),金屬棒以速度v0向什么方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流,寫出該磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt隨時(shí)間t變化的關(guān)系式。
(3)如果非均勻變化磁場(chǎng)在0-t1時(shí)間內(nèi)的方向豎直向下,在t1-t2時(shí)間內(nèi)的方向豎直向上,若t=0時(shí)刻和t1時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0,且adeb的面積均為l2。當(dāng)金屬棒按圖(B)中的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí),為使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流,請(qǐng)?jiān)趫D(C)中示意地畫出變化的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt隨時(shí)間變化的圖像(t1-t0=t2-t1<)。
9、如圖所示,ef,gh為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L=1m,導(dǎo)軌左端連接一個(gè)R=1.5Ω的電阻,將一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.5Ω的金屬棒cd垂直地放置導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下,F(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F,使棒從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。試解答以下問題。
(1)若施加的水平外力恒為F=8N,則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒為P=18W,則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v2是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒為P=18W,則金屬棒的速度達(dá)到v3=2.5m/s時(shí)的加速度是多少?
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8、如右圖所示,將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出,穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里.線框向上離開磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)
速度的一半,線框離開場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).求:![]()
(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2;
(2)線框在上升階段剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度v1;
(3)線框在上升階段通過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.
7、如圖所示,傾角為370的光滑絕緣的斜面上放著M=1kg的導(dǎo)軌abcd,ab∥cd。另有一質(zhì)量m=1kg的金屬棒EF平行bc放在導(dǎo)軌上,EF下側(cè)有絕緣的垂直于斜面的立柱P、S、Q擋住EF使之不下滑,以OO′為界,斜面左邊有一垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。右邊有平行于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=1T,導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)L=1m。金屬棒EF的電阻R=1.2Ω,其余電阻不計(jì),金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,開始時(shí)導(dǎo)軌bc邊用細(xì)線系在立柱S上,導(dǎo)軌和斜面足夠長(zhǎng),當(dāng)剪斷細(xì)線后,試求:
(1)求導(dǎo)軌abcd運(yùn)動(dòng)的最大加速度;
(2)求導(dǎo)軌abcd運(yùn)動(dòng)的最大速度;
(3)若導(dǎo)軌從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程中,流
過金屬棒EF的電量q=5C,則在此過程中,系統(tǒng)損
失的機(jī)械能是多少?(sin370=0.6)
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6、如圖所示,足夠長(zhǎng)的兩光滑導(dǎo)軌水平放置,兩條導(dǎo), 軌相距為d,左端MN用阻值不計(jì)的導(dǎo)線相連,金屬棒ab可在導(dǎo)軌上滑動(dòng),導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r0,金屬棒ab的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向下的均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加,B=kt,其中k為常數(shù)。金屬棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng),t=0時(shí),金屬棒ab與MN相距非常近.求:
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(1)當(dāng)t=to時(shí),水平外力的大小F.
(2)同學(xué)們?cè)谇?i>t=to時(shí)刻閉合回路消耗的功率時(shí),有兩種不同的求法:
方法一:t=to時(shí)刻閉合回路消耗的功率P=F·v.
方法二:由Bld=F,得![]()
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(其中R為回路總電阻)這兩種方法哪一種正確?請(qǐng)你做出判斷,并簡(jiǎn)述理由.
5、超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列
車車體向上浮起,同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具.其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖7所示的模型:在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間,有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1,和B2且
;每個(gè)磁場(chǎng)的寬都是
,相間排列,所有這些磁場(chǎng)都以速度
向右勻速運(yùn)動(dòng).這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng)寬為
的金屬框abcd(懸浮在導(dǎo)軌上方)在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng).設(shè)金屬框的總電阻為R,運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為
,則金屬框的最大速度可表示為
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4.
如圖,甲、乙兩個(gè)完全相同的線圈,在距地面同一高度處由靜止開始釋放,A、B是邊界范圍、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均完全相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng),只是A的區(qū)域比B的區(qū)域離地面高一些,兩線圈下落時(shí)始終保持線圈平面與磁
場(chǎng)垂直,則
A. 甲先落地! B. 乙先落地。
C. 二者同時(shí)落地! D. 無(wú)法確定。
3.如圖3所示,兩根豎直放置的光滑平行導(dǎo)軌,其一部分處于方向垂直導(dǎo)軌所在平面且有上下水平邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一根金屬桿MN成水平沿導(dǎo)軌滑下,在與導(dǎo)軌和電阻R組成的閉合電路中,其他電阻不計(jì)。當(dāng)金屬桿MN進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)后,其運(yùn)動(dòng)的速度圖像可能是下圖中的
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2.如圖2所示,有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長(zhǎng),空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為及一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm,則
A.如果B增大,vm將變大 B.如果α變大,vm將變大
C.如果R變大,vm將變大 D.如果m變小,vm將變大
1.如圖1,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)體ab與光滑導(dǎo)軌緊密接觸,ab在向右的拉力F作用下以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)電阻R的阻值增大時(shí),若速度v不變則
A.F的功率減小 B. F的功率增大
C. F的功率不變 D. F的大小不變
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