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如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上,长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持良好接触,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g。现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为s时,速度达到最大值vm.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热。
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在磁感应强度为2.0T的匀强磁场中,放一条与磁场方向垂直的长度为0.5m的通电导线,导线中的电流为4.0A.这段导线在与磁场方向垂直的光滑绝缘水平面内,沿安培力的方向从静止开始移动了3.0m.试求:
⑴导线在磁场中受到的安培力大小;
⑵安培力对导线所做的功;
⑶导线获得的动能.
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下列说法中正确的是 ( )
A.磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生
B.自感现象和互感现象说明了磁场具有能量
C.金属中的涡流会产生热量,生活中的电磁炉是利用这原理而工作的
D.交流感应电动机是利用电磁驱动原理工作的
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两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示.在这过程中( ).
(A)作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零
(B)作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和
(C) 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热
(D) 恒力F与安培力的合力所做的功等于零
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如图甲所示(图见答题纸),在周期性变化的匀强磁场区域内有一垂直于磁场的矩形金属线圈,其长为0.4m、其宽为0.5m,电阻为R=0.2Ω,当磁感应强度按图乙所示规律变化时,线框中有感应电流产生。求:
(1)前两秒内线圈中感应电流的大小;
(2)在丙图中画出感应电流随时间变化的i-t图象(以逆时针方向为正);
(3)线框中感应电流的有效值。
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如左图所示,两根足够长的光滑直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为。、两点间接有阻值为的电阻。一根质量为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。用与导轨平行且向上的恒定拉力作用在金属杆上,金属杆沿导轨向上运动,最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度也会改变,和的关系如右图所示。
(1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动?
(2)若,,,取重力加速度,试求磁感应强度的大小及角的正弦值
(1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动?
(2)若,,,取重力加速度,试求磁感应强度的大小及角的正弦值
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如图所示,一根质量为的金属棒水平放置在两根竖直的光滑平行金属导轨上,并始终与导轨保持良好接触,导轨间距为L,导轨下端接一阻值为的电阻,其余电阻不计。在空间内有垂直于导轨平面的磁场,磁感应强度大小只随竖直方向变化,变化规律,为大于零的常数。质量为的物体静止在倾角θ=30°的光滑斜面上,并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细绳与金属相连接。当金属棒沿轴方向从位置由静止开始向上运动时,加速度恰好为0。不计空气阻力,斜面和磁场区域足够大,重力加速度为。求:
(1)金属棒上升时的速度;
(2)金属棒上升的过程中,电阻R上产生的热量;
(3)金属棒上升的过程中,通过金属棒横截面的电量。
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如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边
界的间距为L。一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框
所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t=0时刻
导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为v0。经历一
段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置II),导线框的速
度刚好为零。此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置I。则
A.上升过程中,导线框的加速度逐渐增大
B.下降过程中,导线框的加速度逐渐增大
C.上升过程中合力做的功与下降过程中的相等
D.上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多
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如图竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1O1′O′ 矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d0.现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热;
(3)若设ab棒由静止开始释放处为下落起点,画出棒在下落高度d+d0过程中速度随下落高度h变化所对应的各种可能的图线。
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如图所示,两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场I,右端有另一磁场II,其宽度也为d,但方向竖直向下,磁场的磁感强度大小均为B。有两根质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b与导轨垂直放置,b棒置于磁场II中点C、D处,导轨除C、D两处(对应的距离极短)外其余均光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的K倍,a棒从弯曲导轨某处由静止释放。当只有一根棒作切割磁感线运动时,它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比,即。
(1)若a棒释放的高度大于h0,则a棒进入磁场I时会使b棒运动,判断b 棒的运动方向并求出h0。
(2)若将a棒从高度小于h0的某处释放,使其以速度v0进入磁场I,结果a棒以的速度从磁场I中穿出,求在a棒穿过磁场I过程中通过b棒的电量q和两棒即将相碰时b棒上的电功率Pb。
(3)若将a棒从高度大于h0的某处释放,使其以速度v1进入磁场I,经过时间t1后a棒从磁场I穿出时的速度大小为,求此时b棒的速度大小,在如图坐标中大致画出t1时间内两棒的速度大小随时间的变化图像,并求出此时b棒的位置。
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