热门试卷

（1）由图象乙可知ab棒最终做匀速运动，且其速率为v==3m/s  

  棒受力平衡：Mg=F+mgsin30°

又安培力 F=BIL 

感应电流 I=       

联立解得：B=2T         

（2）根据q=•△t，=，=

得 q=      

解得 q=0.93C

（3）由能量守恒定律得：

  Mgs=mgssinθ+Q+(M+m)v2

解得：Q=2.45J     

答：

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小是2T；

（2）0.6s内通过电阻R的电荷量是0.93C；

（3）0.6s内回路中产生的热量是2.45J．

（1）设a的速度为v1，由于b初态速度为零，则  I==     ①

对b：FA=BId=         ②

FA＜mgsinθ  ③

将①②式代入③式得：v1＜10m/s  ④

（2）设a的速度为v1，b的速度为v2，回路电流为I，

则：I==   ⑤

对a：mgsinθ+FA=F

即mgsinθ+=F  ⑥

代入数据得：F=3+  

设b的最大速度为vm，则有：=mgsinθ

代入数据得：vm=8m/s

（3）对b：mgsinθ-FA=ma   

即mgsinθ-=ma

取任意无限小△t时间：mg△t•sinθ-•△t=ma•△t

代入数据并求和得：8∑△t-∑△x2=2∑△v2   

即8t-x2=2v2  

将t=2s，v2=5.06m/s代入上式得：x2=5.88m   

a的位移：x1=v1t=2×2=4m

由功能关系知：

WF=m+mgx1sinθ-mgx2sinθ+Q

代入数据得：WF=14.9J 

答：（1）为使导体棒b能沿导轨向下运动，a的速度v不能超过10m/s；

（2）F与b的速率v2的函数关系式为F=3+，v2的最大值为8m/s；

（3）在2s内力F做的功为14.9J．

（1）设所求速度为v1，对线框有：

   F-mg=ma=mg   ①

  F=BIL=BL=   ②

由①、②得：v1=     ③

（2）由题分析可知，ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时速度相等，设cd边刚进入磁场时，线框的速度为v2，从cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场，机械能守恒，则对线框有：

  mg（H-l）=m-m    ④

由③、④得：v2=⑤

（3）从线框开始进入磁场到完全穿出磁场，减少的机械能全部转化为电能．

减少的动能为：△Ek=m-m=mg（H-l），

减少的重力势能为：△Ep=mg（H+l） ⑥

产生的热能为：E电=△Ek+△Ep=2mgH．

答：

（1）ab边刚进入磁场时，线框的速度为；

（2）cd边刚进入磁场时，线框的速度为；

（3）线框经过磁场的过程中产生的热能为2mgH．

解：（1）=0.4V

（2），F安= BIL = 0.16N，方向水平向左

（3）a = = 4.2m/s2，方向水平向右

（1）棒匀速向左运动，感应电流为顺时针方向，电容器上板带正电，板间场强向下．

∵微粒受力平衡，电场力向上，场强方向向下．

∴微粒带负电．

设微粒带电量大小为q，由平衡条件知：mg=q…①

对R1、R2和金属棒构成的回路，由欧姆定律可得

   I=…②

   UC=IR2=IR…③

由法拉第电磁感应定律可得 E=BLv0…④

由以上各式求得 q=…⑤

（2）因带电微粒从极板中间开始向下作初速度为零的匀加速运动，

由运动学公式得：d=at2…⑥

得  a=15m/s2=g＞g…⑦

可见带电微粒受到的电场力向下，所以ab棒应向右运动，设此时极板间电压为UC′，由牛顿第二定律，得

   mg+q=m•g…⑧

出⑤和⑧得  UC′=BLv0

设棒ab运动速度为vx，则电动势E′=Blvx，由欧姆定律得：

 UC′=I′R2=•R=BLvx=nlv0

∴vx=v0．即棒运动速度大小应为原来速度的一半，即为v0．

答：

（1）微粒的带负电，带电量的大小为．

（2）ab棒的速度大小为v0，方向向右．

（1）时刻，感应电动势E=S=，

导体棒受到的安培力F安=•I•l=••l=，

由楞次定律可知，感应电流从f流向e，由左手定则可知，导体棒受到的安培力向左；

由平衡条件可知，此时水平拉力F=，方向水平向右；

（2）导体棒切割磁感线产生感应电动势，

当金属棒的速度最大时，感应电动势E′=B1lvm，

此时导体棒受到的安培力F安′=B1••l，

此时水平拉力F′=2×=，

当安培力与拉力合力为零时，导体棒做匀速直线运动，此时速度最大，

即：F′=F安′，=B1••l；

解得，导体棒的最大速度：vm=；

（3）金属棒静止时的感应电流：=，

产生的焦耳热：Q1=rt1=，

金属棒从开始运动到最大速度阶段，

由能量守恒定律，得：Q2=Fs-m=•s-m()2=-，

全过程产生的焦耳热Q=Q1+Q2=-；

答：（1）在t=时刻该水平拉力F的大小为，方向水平向右；

（2）金属棒ef在导轨上运动的最大速度是；

（3）从t=0开始到金属棒ef达到最大速度的过程中，金属棒ef中产生的热量是-．

（1）线圈进入磁场前线圈做匀加速运动，牛顿第二定律和速度公式加速度为 a=

cd刚进入磁场时速度为 v=at

而线圈通过的位移s=at2

解得，v=

cd边刚进入磁场时产生的感应电动势 E=BLv

此时cd边的电势差U=E

联立以上各式得 U=BL．

（2）进入磁场后达到平衡时，设此时速度为v1，则有F0=BIL=

得v1=

根据动能定理得 F0（L+s）+W安=m

W安=-F0（L+s）+

（3）平衡后到开始离开磁场时，设线圈开始离开磁场时速度为v2

F0（H-L）=mv22-mv12

解得，v2=

此时的安培力＞ma

所以，离开磁场-F=ma

而v=v2-at，

代入v2 得F=-F0-t

答：

（1）cd边刚进入磁场时cd两端的电势差为BL．；

（2）cd边从进入磁场到QQ’这个过程中安培力做的总功为-F0（L+s）+；

（3）写出线框离开磁场的过程中，F随时间t变化的关系式为-F0-t．

解：

（1）对棒MN，开始时做加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动，

当加速度为零时，速度达到最大，此时感应电流最大，此后棒MN做匀速直线运动．

对棒PQ，F安=BLIm=mg，

对棒MN，Fm=F安=BLIm=mg；

（2）对棒MN，F-mg=0时速度最大，

感应电动势：E=BLvm，

电流：I=，

安培力：F=BLI，

解得：vm=；

答：（1）细绳对金属棒MN的最大拉力为mg；

（2）金属棒PQ能达到的最大速度为．

（1）ef切割磁感线产生感应电动势相当于电源，画出等效电路图．

外电路总电阻为：R总==1.2R

通过ef的电流为：I==

ef所受的安培力为：F安=BIL=B•L=

ef匀速运动，恒力F与安培力二力平衡，则有：

F=F安，

联立上两式得：v=

（2）P1=I•R1=（•）2•2R=(•)2•2R=

答：（1）ef棒做匀速运动时的速度为．

（2）当ef棒做匀速运动时，电阻R1消耗的电功率为．

（1）10-5，

（2）0

（1）回路中产生的感应电动势：

E=BLv0=0.5×1×2=1V；

（2）电路中的电流：I===2A，

R上消耗的电功率P=I2R=0.8W；

（3）安培力：FB=BIL=0.5×2×1=1N，

由左手定则可知，安培力向左，

由平衡条件得：F=FB=1N，

力F的大小的方向水平向右．

答：（1）回路中产生的感应电动势为1V；（2）R上消耗的电功率为0.8W；（3）外力大小为你1N，方向向右．

（1）导体棒匀速运动时拉力与安培力平衡，根据平衡条件得：F=BIL，

得：I=

（2）导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1，产生的感应电动势为：E=BLv1

闭合回路中总电阻为：R=2Lr0

感应电流为：I=

导体棒AC所受安培力大小为：FA=BIL

联立得：FA==

根据牛顿第二定律得：F-=ma

则得：a=-

（3）根据能量守恒定律得：Q=F（d+L）-m

答：（1）当导体棒匀速运动时回路中的电流为；

（2）计算此时导体棒加速度为-；

（3）整个过程回路中产生的焦耳热为F（d+L）-m．