题目列表(包括答案和解析)
7、(普陀区)如图所示,匀强磁场的磁感强度B=0.8T,竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNPQ,MN=PQ=2m,MP=NQ=1m,ab是用与线框相同的导线制成,它们单位长度的电阻R0=0.1/m,不计摩擦。ab杆从MP处开始以v=5m/s 的速度向右匀速滑动。
(1)关于ab杆两端的电势差的讨论:
某同学认为:ab杆两端的电势差Uab就是路端电压,ab杆匀速切割磁感线时,感应电动势大小恒定,且内电阻r大小不变。当ab杆滑至线框正中间时,外电路电阻最大,此时,Uab有最大值,也即Uab的值是先变大后变小。
你认为该同学的判断是否正确?若他判断错误,你重新分析,并确定Uab的大小:若他的判断正确,请算出Uab的最大值。
(2)关于线框MNPQ的电功率P的讨论:
某同学认为:既然ab杆滑至线框正中间时,路端电压最大,此时线框MNPQ的电功率P也最大,所以P的值是先变大后变小。
你认为该同学的判断是否正确?请作出评价,并说明理由。(不需要定量计算。)
(普陀区)8、如图(a)所示,两根足够长的水平平行金属导轨相距为L=0.5m,其右端通过导线连接阻值R=0.6Ω的电阻,导轨电阻不计,一根质量为m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,金属棒与导轨间的动摩擦因数m=0.5。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,取g=10m/s2。若所加磁场的磁感应强度大小恒为B,通过小电动机对金属棒施加水平向左的牵引力,使金属棒沿导轨向左做匀加速直线运动,经过0.5s电动机的输出功率达到P=10W,此后电动机功率保持不变。金属棒运动的v-t图像如图(b)所示,试求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)在0-0.5s时间内金属棒的加速度a的大小;
(3)在0-0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系;
(4)若在0-0.3s时间内电阻R产生的热量为0.15J,则在这段时间内电动机做的功。
6.(卢湾区)水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽1m,导轨的左端接有R=0.4Ω的电阻,导轨上放一阻值为R0=0.1Ω的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2 kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,,此时物体在地面上且连线刚好被拉直,若磁场以=0.1 T/s增加,请问:经过一段时间物体是否能被拉动?若不能,请说明理由;若能,请求出经过多长时间物体才被拉动.
以下为某同学的解答:
因为穿过回路的磁通量发生变化,产生感应电流,ab受到向左的安培力作用.当安培力大于或等于被吊物体的重力时,重物才能被拉动.
回路产生的感应电动势为:
ab受到向左的安培力为:,代入相关数据后,发现安培力为恒力且F安<Mg,因此该同学得出的结论是:所以无论经过多长时间,物体都不能被拉动.
请问,该同学的结论是否正确?若正确,求出有关数据,若不正确,请指出错误所在并求出正确结果.
4.(虹口区)如图所示,线框用裸导线组成,cd、ef两边竖直放置且相互平行,裸导体ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动,在螺线管内有图示方向磁场B1,若=10T/s均匀增加,而ab所在处为匀强磁场B2=2T,螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1m2。导体棒ab质量m=0.02kg,长L=0.1m,整个电路总电阻R=5Ω,试求(g取10m/s2):
(1)ab下落时的最大加速度。
(2)ab下落时能达到的最大速度。
(虹口区)5.如图所示,轻绳绕过轻滑轮连接着边长为L的正方形导线框A1和物块A2,线框A1的电阻为R,质量为M,物块A2的质量为m(M>m),两匀强磁场区域I、II的高度也为L,磁感应强度均为B,方向水平与线框平面垂直。线框ab边距磁场边界高度为h。开始时各段绳都处于伸直状态,把它们由静止释放,ab边刚穿过两磁场的分界线CC/进入磁场II时线框做匀速运动。求:
(1)ab边刚进入磁场I时线框A1的速度v1;
(2)ab边进入磁场II后线框A1其重力的功率P;
(3)从ab边刚进入磁场II到ab边刚穿出磁场II的过程中,线框中产生的焦耳热Q。
(青浦区)1.如图,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个辐射状的磁场(磁场水平向外),其大小为B=K/r,r为半径,设一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R(大于圆柱形磁铁半径),而弯成铝环的铝丝其截面积为S,铝丝电阻率为r,密度为r0。铝环通过磁场由静止开始下落,下落过程中铝环平面始终保持水平。试求:
(1)铝环下落速度为v时的电功率?
(2)铝环下落的最终速度?
(3)当下落h高度时,速度最大,此时圆环消耗的电能?
2.(宝山区)有一匀强磁场区域,区域的上下边界MM'、NN'与水平面平行,磁场的磁感应强度为B,方向如图所示,磁场上下边界的距离为H。一矩形线圈abcd位于竖直平面内,其质量为m,电阻为R,ab边长L1,bd边长L2,且L2<H。现令线框从离磁场区域上边界MM'的距离为h处自由下落, 当cd边已进入磁场,ab边还未进入磁场的某一时刻,线框的速度已到达其完全进入磁场前的最大值,线框下落过程中cd边始终与磁场边界平行。试求:
(1)线框完全进入磁场前速度的最大值;
(2)从线框开始下落到cd边刚刚到达磁场区域下边界NN'的过程中,磁场作用于线框的安培力所做的功;
(3)线框cd边刚穿出磁场区域下边界NN'时线框的加速度。
(崇明县)3.如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两轨道之间用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s′后停下,在滑行s′的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J。求:
(1)导体杆运动过程中的最大速度vm;
(2)拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q;
(3)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热。
(徐汇区)1.(多选题)灵敏电流计与线圈相连接,将条形磁铁的N极向下迅速插入线圈过程中,观察到灵敏电流计的指针向右偏转。能使灵敏电流计的指针向左偏转的实验操作为( )
A.将条形磁铁从图示位置向下拔出
B.将条形磁铁从图示位置向上拔出
C.使线圈从图示位置向上运动
D.使条形磁铁和线圈一起向上运动
6.(卢湾区)如图(a)所示,宽为L=0.3m的矩形线框水平放置,一根金属棒放在线框上与线框所围的面积为0.06m2,且良好接触,线框左边接一电阻R=2Ω,其余电阻均不计.现让匀强磁场垂直穿过线框,磁感应强度B随时间变化的关系如图(b)所示,最初磁场方向竖直向下.在0.6s时金属棒刚要滑动,此时棒受的安培力的大小为____________N;加速度的方向向_______.(填“左”、“右”)
(徐汇区)7.如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨弯成“∠”型,底部导轨面水平,倾斜部分与水平面成θ角,导轨与固定电阻R相连,整个装置处于竖直向上的大小为B的匀强磁场中。导体棒ab和cd,质量均为m,垂直于导轨放置,且与导轨间接触良好,两导体棒的电阻与固定电阻R阻值相等,其余部分电阻不计,当导体棒cd沿底部导轨向右以速度为v匀速滑动时,导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态,则导体棒ab消耗的热功率与cd棒克服安培力做功的功率之比为_________,电阻R的阻值为_________。
5.(卢湾区)质量为M的均匀直角金属杆aob可绕水平光滑轴0在竖直平面内转动,oa=ob/2=l.现加一水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B,并通以电流I,若撤去外力后恰能使直角金属杆ob部分保持水平,如图所示.则电流应从杆的_______端流入;此电流强度I的大小为____________.
3.(嘉定区)如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线框,当一竖直放置的条形磁铁从线框中线AB正上方保持相同高度快速经过时,若线框始终不动,则线框在水平方向上的运动趋势是______________,线框受到水平桌面的支持力FN大小的变化情况是______________。
(静安区)4.如图所示,质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成,线圈中有顺时针方向大小为I的电流,在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆一端,轻杆另一端通过竖直的弹簧固定于地面,轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动。在图中虚线的下方,有与线圈平面垂直的匀强磁场,磁感强度为B,平衡时,CD边水平且线圈有一半面积在磁场中,忽略电流I产生的磁场,穿过线圈的磁通量为 ;弹簧受到的拉力为______。
(青浦区)1、如图甲所示,一边长为l的正方形金属线框位于光滑水平面上,线框的右边紧贴着竖直向下的有界匀强磁场区域的边界。从t=0时刻开始,线框在一水平向右的外力F的作用下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随时间变化的图像,图像中的F0、t0均为已知量,则t=t0时刻线框的速度v=________,t=t0时刻线框的发热功率P=_______。
2.(虹口区)如图(a)所示,面积为0.01m2、电阻为0.1Ω的正方形导线框放在匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直。磁感应强度B随时间t的变化图线如图(b)所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直于纸面向里。在1s末线框中感应电流的大小为_______A。若规定逆时针方向为电流的正方向,请在图(c)中画出前4s内感应电流i随时间t的变化图线。
6.下列说法中正确的是 [ ]
A.电磁场是电场和磁场的统称
B.在变化的电场周围一定存在磁场
C.在变化的磁场周围一定存在变化的电场
D.电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体
(徐汇区)7.如图所示,一个“∠”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中,ab是与导轨相同的导体棒,导体棒与导轨接触良好。在外力作用下,导体棒以恒定速度v向右运动,以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点,则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图像中正确的是( )
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