题目列表(包括答案和解析)
19.(11分)如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求:
(1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)3.0s末力F的瞬时功率;
(3)已知0~4.0s时间内电阻R上产生的热量为0.64J,试计算F对金属棒所做的功。
18.(10分)如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面上,距离为l=0.2m,在轨道的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀减速直线运动,加速度大小为a=2m/s2,方向和初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以不计,且接触良好。求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向。
17.(8分)如图16所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m,导轨上端接有电阻R=0.80Ω,导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界,磁感应强度B=0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外。电阻r=0.20Ω的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下落,下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小;
(2)求金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压;
16.我们可以通过以下实验,来探究产生感应电流的条件。
⑴给岀的实物图中,请用笔画线代替导线补全实验电路;
⑵接好电路,合上开关瞬间,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
⑶电路稳定后,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);迅速移动滑动变阻器的滑片,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
⑷根据以上实验可得:产生感应电流的条件 。
15.如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感强度为B.有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动,最远到达a′b′的位置,滑行的距离为s,导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ.则
A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B2l2v
B.上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为mv2
C.上滑过程中电流做功发出的热量为mv2-mgs(sinθ+μcosθ)
D.上滑过程中导体棒损失的机械能为μmgscosθ
14.两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个多匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向均匀变化的磁场,其磁通量的变化率为k,电阻R与金属板连接,如图11所示。两板间有一个质量为m,电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态,重力加速度为g,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和线圈的匝数n分别为
A.磁感应强度B竖直向上且正在增强,n=
B.磁感应强度B竖直向下且正在增强,n=
C.磁感应强度B竖直向上且正在减弱,n=
D.磁感应强度B竖直向下且正在减弱,n=
13.如图所示,一个闭合环形线圈放在变化的磁场中,磁感应强度B随时间t的变化如图(a)所示。设在第1s内磁感线垂直于线圈平面向里,如图(b)所示。关于线圈中产生的感应电流,下列说法中正确的是
A.在0~2s内大小保持不变
B.在0~2s内方向保持不变
C.第1s内不断减小,第2s不断增加
D.第1s内为顺时针方向,第2s内为逆时针方向
12.如图所示的电路中,L是自感系数很大的、用铜导线绕成的线圈,其电阻可以忽略不计,开关S原来是闭合的.当开关S断开瞬间
A.L中的电流方向不变
B.灯泡D要过一会儿才熄灭
C.LC电路将产生电磁振荡,刚断开瞬间,电容器中的电场 能为零
D.电容器A板带负电
11.用如图所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转.下列说法哪些是正确的:
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转
B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转
C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏
10.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻,bc边与磁场区域左边界重合。现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线是
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