热门试卷

解：（1）刚释放时，根据牛顿第二定律得 ma=BIL-mgsinθ　　　　　　　　　　　　　　　　　　

可得加速度大小为 a=-gsinθ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（2）设装置由静止释放到线框的下边运动到磁场的上边界MN的过程中，安培力对线框做功的大小为W，根据动能定理有：

 0-0=BILd-mgsinθ•4d-W　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

解得 W=BILd-4mgdsinθ　　　　　　　　　　　　　　　　　　

线框中产生的热量 Q=W=BILd-4mgdsinθ 　　　　　　　　　　

（3）装置往复运动的最高位置：线框的上边位于磁场的下边界，此时导体棒距磁场上边界d；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

往复运动到最低位置时，金属棒在磁场内，设距离上边界为x，则功能关系得

 mgsinθ•（x+d）=BIL•x   　　　　　　　　　　　　　　　　　 

可解出x=    　　　　　　　　　　　　　　　　　

装置运动的最高位置与最低位置之间的距离为

x+d=+d=

答：（1）刚释放时装置加速度的大小是-gsinθ；

（2）上述运动过程中线框中产生的热量是BILd-4mgdsinθ．

（3）装置运动的最高位置与最低位置之间的距离为．

解：（1）MN棒产生的感应电动势 E=Blv=0.5×0.4×2 V=0.40V

通过电阻R的电流 I==A=0.8A

（2）金属棒受到的安培力 FA=BIl=0.5×0.8×0.4N=0.16N

根据牛顿第二定律有 F-FA=0

所以拉力 F=0.16N

（3）撤去拉力F后，金属棒做减速运动并最终静止，金属棒的动能全部转化为回路中的焦耳热．

在这段过程中，根据能量守恒定律有 Q总=mv2=J=0.2J

所以Q==×0.2J=0.16J

答：

（1）通过电阻R的电流I为0.8A；

（2）拉力F的大小为0.16N；

（3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热Q为0.16J．

解：（1）因为图线切线的斜率表示加速度，则

（2）根据法拉第电磁感应定律得，，

根据闭合电路欧姆定律得，，

安培力F=B0IL，F=ma，

得，

则．

（3）线圈在t2时刻已做匀速直线运动，有两种可能：

①磁感强度已减为零，所以回路的电功率P=0

②磁感强度不为零，线圈已完全进入磁场，，．

答：（1）t=0时刻线圈的加速度．

（2）磁感强度的变化率为．

（3）磁感强度已减为零，则回路的电功率P=0．

磁感强度不为零，．

解：金属杆切割磁感线产生的感应电动势：E=Blv，

感应电流：I==，

ef受到的安培力：F=BIl=；

答：杆ef所受的安培力大小为：．

解：（1）设C达到的最大速度为，由法拉弟电磁感应定律得回路的感应电动势为   E=2BLvm ①

金属由欧姆定律得回路中的电流强度为 I=

金属导体棒ab、cd受到的安培力为   F=BIL ③

设连接金属导体棒ab与cd的细线中张力为，连接金属导体棒cd与物体C的细线中张力为，导体棒ab、cd及物体C的受力如图：

由平衡条件得：

  T1=mgsin30°+F，

  T2=T1+F，

得：T2=2mg…④

联立①②③④解得：vm=  ⑤

（2）对物体C、导体棒ab、导体棒cd组成的系统，由于导体棒ab、cd的电阻相等，流过的电流时刻相等，故两棒产生的内能E相等．

由能的转化和守恒定律得：2mgh=•2m++mghsin30°+2E 

联立⑤⑥并将h=代入，解得 E= ⑦

（3）对导体棒ab，设这一过程中细线对其做的功为W，则由能的转化和守恒定律得：

  W=mghsin30°++E…⑧

联立⑤⑦⑧三式解得：W=  

答：

（1）物体C能达到的最大速度Vm是．

（2）金属棒ab产生的焦耳热是．

（3）连接ab棒的细线对ab棒做的功是

解：（1）设金属杆和导轨间的动摩擦因数为，当杆运动的速度为vm时，金属杆所受的安培力大小为 

   FA=BIL=BL•= ①

根据平衡条件得：

  F+mgsinα-FA-μmgcosα=0  ②

当杆的速度为v1时，有

   F+mgsinα--μmgcosα=ma ③

联立以上三式解得：a=

（2）t s末金属杆的速度为 v1，前ts内金属杆的位移为x．

由能的转化与守恒得焦耳热为：Q1=Fx+mgxsinα-μmgcosαx-=x-

答：

（1）金属杆速度为v1时加速度的大小为；

（2）整个系统在前ts内产生的热量为x-．