热门试卷

如图所示，两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计．水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B，方向竖直向上；磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下．质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处．现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动．设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好．

（1）若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg，将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放．求：金属棒a刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；‚若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件；

（2）若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场Ⅰ．设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b中可能产生焦耳热的最大值．

如图所示，平行光滑的金属导轨竖直放置，宽为L，上端接有阻值为R的定值电阻．质量为m的金属杆与导轨垂直放置且接触良好，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B．导轨和杆的电阻不计．金属杆由静止开始下落，下落h时速度达到最大，重力加速度为g，求

（1）金属杆的最大速度Vm．

（2）金属杆由静止开始下落至速度最大过程中，电阻R上产生的热量Q．

如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω，电路中其它电阻不计．当单刀双掷开关S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：

（1）磁场的方向；

（2）S与1接通时，导体棒的发热功率；

（3）当开关S与2接通后，导体棒ab在运动过程中，单位时间（1s）内扫过的最大面积．

如图所示，在光滑的水平桌面上，放置一两边平行的质量为M，宽为L的足够长的“U”开金属框架，其框架平面与桌面平行．其ab部分的电阻为R，框架其它部分电阻不计．垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，且接触始终良好．cd棒通过不可伸长的细线与一个固定在O点力的显示器相连，始终处于静止状态．现在让框架由静止开始在水平恒定拉力F的作用下（F是未知数），向右做加速运动，设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．最终框架匀速运动时力的显示器的读数为2μmg．已知框架位于竖直向上足够大的匀强磁场中，磁感应强度为B．求

（1）框架和棒刚运动的瞬间，框架的加速度为多大？

（2）框架最后做匀速运动时的速度多大？

均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界面平行。当cd边刚进入磁场时：

（1）求线框中产生的感应电动势大小；

（2）求cd两点间的电势差大小；

（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。

如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小．

如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定的同一水平面上，两导轨间距L=0.20cm，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。求金属杆开始运动经t=5.0s时

（1）通过金属杆的感应电流的大小和方向；

（2）金属杆的速度大小；

（3）外力F的瞬时功率。

如图所示，有一个倾角为θ的足够长的斜面，沿着斜面有一宽度为2b的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直斜面向外，磁场的边界与底边平行．现有一质量为m的“日”字形导线框，框上两个小正方形的边长均为b．其中三条平行边和斜面底边及磁场边界平行，电阻均为R，其余两条长平行边不计电阻．现将导线框由静止开始释放，整个框和斜面的动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），当它刚滑进磁场时恰好做匀速直线运动．问：

（1）导线框从静止开始到进入磁场时所滑过的距离s；

（2）通过计算说明导线框能否匀速通过整个磁场；

（3）导线框从静止开始到全部离开磁场所产生的焦耳热Q．

如图所示，两平行光滑导轨相距为0.2m处于一匀强磁场中，金属棒MN的质量为m=10-2kg，电阻R=8Ω，水平放置在导轨上并与导轨接触良好，匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，方向竖直向下，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，当开关S闭合时，MN处于静止状态（设θ=45°，g=10m/s2）

（1）金属棒MN受到的安培力多大？

（2）变阻器R1此时电阻为多少？

如图所示，水平U形光滑框架，宽度L=1m，电阻R=0.4Ω，导体棒ab的质量m=0.5kg，电阻r=0.1Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.4T，方向垂直框架向上，其余电阻不计。现用一水平拉力F由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：

（1）ab棒产生的感应电动势的大小；

（2）ab棒所受安培力的大小和方向；

（3）ab棒两端的电压。

如图所示，质量为m的单匝正方形线圈，其边长为L，在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落，设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平，当线框的底边刚进入磁场区域时，恰能在匀强磁场中做匀速运动．若磁场的磁感应强度为B，求：

（1）线圈的电阻多大？

（2）线圈进入磁场的过程中单位时间内有多少机械能转化为电能？

法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究，实验装置的示意图可用图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两金属板上，忽略边缘效应，求：

（1）该发电装置的电动势；

（2）通过电阻R的电流强度；

（3）电阻R消耗的电功率。

如图所示，电阻r=0.10Ω的导体杆ab在外力作用下沿光滑的导轨向右做匀速运动，线框中接有电阻R＝0.40Ω，线框放在磁感应强度B＝0.10T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导轨间距L＝0.40m，运动速度v＝5.0m/s。线框的电阻不计。

（1）ab杆产生的感应电动势为多少？通过电阻R的电流为多少？

（2）导体ab所受的安培力的大小，并判断其方向。

（3）外力做功的功率是多少？

（4）电阻R消耗的电功率是多少？

如图所示，固定在水平面上的两平行光滑轨道相距l=1m，左端用R=4Ω的电阻连接，一质量m=0.5kg的导体杆ab静止放在轨道上，且与两轨道垂直，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，现用水平恒力沿轨道向右拉导体杆，当移动距离s=2.5m时导体杆开始以8m/s的速度做匀速运动，轨道和导体杆的电阻均忽略不计．求：

（1）当导体杆匀速运动时，通过它的电流大小和方向；

（2）导体杆从静止到刚开始匀速运动的过程中，通过电阻R上电量q．