热门试卷

解：（1）金属棒在斜面上有最大运动速度，说明到达水平面之前已经开始匀速运动，设最大速度为，

感应电动势为：E=BLv，

感应电流为：I=，

安培力为：=

匀速运动时，沿斜面方向上受力有：=联立并代入数据解得：=1.0m/s

（2）在水平面上滑动时，滑动摩擦力为：=μ

金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，由牛顿第二定律有：=金属棒在水平面做匀减速运动，由运动学公式有：v2=2ax

联立并代入数据解得：μ=0.04

（3）下滑的过程中，由动能定理可得：mgh-W=mv2，

安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热，即为：=电阻上产生的热量：QR=Q，

代入数据解得：38J．

答：（1）棒在斜面上的最大速度为1m/s．

（2）水平面的滑动摩擦因数为0.04．

（3）从高度h=1.0m处滑下后电阻R上产生的热量为0.038J．

解：（1）功率：P=Fv ①

根据安培力公式：F安=BIL②

根据欧姆定律：I=…③

又棒稳定时：F=F安+μmg   …④

由①②③④联立解得：v=2m/s

（2）由能量守恒得：Pt=Q+μmgs+mv2  ①

因为q=It   

I=     

E=

△φ=BSL

所以S=②

由①②联立解得：t=1.5s

答：（1）ab棒达到的稳定速度2m/s；

（2）ab棒从静止到稳定速度的时间1.5s．

解：（1）设金属棒ab到达X0=6m处的速度为v，

则感应电动势E=BLv=Byv=0.8Bvsin（X0） ①，

此时电路中消耗的电功率为P=  ②，

由①②解得：v=m/s；

（2）从金属棒ab运动到Xo=6m处的过程中，由动能定理得：

mgsin37°X-μmgcos37°X-W安=mv2-0，

解得：W安=3.8J；

（3）由动能定理得：mgsin37°X-μmgcos37°X-W安′=mV2-mV2，

解得W安′=4.8J，克服安培力做功转化为焦耳热Q=W安′=4.8J，

====，QR+Qr=Q，则QR=Q=3.6J；        

答：：（1）金属棒的速度是m/s；

（2）安培力对金属棒ab做了3.8J的功；

（3）电阻R上产生的焦耳热为3.6J．

解：（1）由图可知，当R=0 时，杆最终以v=2m/s匀速运动，产生电动势 E=BLv=0.5×2×2V=2V 

由右手定则判断得知，杆中电流方向从b→a 

（2）设最大速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv

由闭合电路的欧姆定律：

杆达到最大速度时满足 mgsinθ-BIL=0

解得：v=

由图象可知：斜率为，纵截距为v0=2m/s，

得到：=v0

=k   

解得：m=0.2kg，r=2Ω     

（3）由题意：E=BLv，

得  ，则

由动能定理得

W=

联立得

代入解得 W=0.6J 

答：（1）当R=0时，杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小是2V，杆中的电流方向从b→a；

（2）金属杆的质量m是0.2kg，阻值r是2Ω；

（3）当R=4Ω时，回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W是0.6J．

解：（1）棒匀速下滑，则有：BIl=Mg…①

回路中的电流为：I=…②

将R1=3r代入得：棒下滑的速率：v=…③

金属板间的电压为：U=IR1…④

带电微粒在板间匀速运动，有：mg=q…⑤

联立解得带电微粒的质量：m=…⑥

（2）导体棒沿导轨匀速下滑，回路电流保持不变，金属板间的电压为：U′=IR2…⑦

电压增大使微粒射入金属板后向上偏转，则有：

q-mg=ma…⑧=at2…⑨

联立解得微粒在金属板间运动的时间为：t=；

答：（1）棒下滑的速率v为，带电微粒的质量m是．

（2）微粒在金属板间运动的时间．

解：（1）在x=0.1m处，磁感应强度B1=0.5T；

由电磁感应定律，则有：E=nBlv=2V；

根据闭合电路欧姆定律，则有：I1====0.5A；

那么线圈受到的安培力大小FA=nBIl==1N；

（2）线圈经过磁场区域分成三个阶段，第一阶段ab边在切割磁场，第二阶段线圈没有切割磁场，第三阶段线圈cd切割磁场

由动能定理，可得：W+WG+WA=0

h=（d+l）sinθ=0.3m

WG=mgh=-1.5J

由上可得，线圈受到安培力：FA==2-10x（N）是变力

由FA-x图象可知，

则有，WA=-=-0.4J

解得：W=-WG-WA=1.5+0.4=1.9J；

答：（1）线圈ab边运动到x=0.1m位置时，线圈受到的安培力1N．

（2）线圈穿过磁场区域过程中拉力F 做的总功1.9J．