热门试卷

（1）根据安培力公式，推力F1=I1Bb，其中I1=，R=ρ

则F1=Bb=B=796.8N

对海水推力的方向沿y轴正方向（向右）

电源接通瞬间推进器对海水推力的大小为796.8N，方向沿y轴正方向；

（2）感应电动势：U感=BVdb=9.6V

即感应电动势为9.6V；

（3）根据欧姆定律，I2===600A

安培推力F2=I2B b=720 N

对船的推力F=80% F2=576 N

推力的功率P=Fvs=80% F2vs=2880W

海水推力的功率为2880W．

（1）U形框右边产生感应电动势：E=BLv0 ①

方框总电阻：R==r  ②

总电流：I= ③

bc两端电势差：U=IR ④

由以上各式解得：U=BLv0 ⑤

方框热功率：P== ⑥

（2）U形框恰好不能与方框分离，两者速度相等，设共同速度为v，由动量守恒定律，有：3mv0=（3m+4m）v ⑦

据能量转化与守恒，可知：Q=•3m-•(3m+4m)v2  ⑧

解得：Q=m ⑨

（3）设分离时，U形框速度为v1，方框速度为v2，由动量守恒可知：3mv0=3mv1+4mv2 ⑩

 从U形框和方框不再接触后，都做匀速运动，则有  s=v1t-v2t （11）

解得：v1=+  （12）

  v2=-  （13）

答：

（1）方框上的bc两端的电势差为BLv0，此时方框的热功率为．

（2）这一过程中两框架上产生的总热量为m．

（3）两金属框分离后的速度分别为+，-．

（1）由图可知，从s=5cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度v随位移s减小，当s=15cm时，线圈完全进入磁场，线圈中感应电流消失，小车做匀速运动．因此小车的水平长度l=10cm．

当s=30cm时，线圈开始离开磁场，则d=（30-5）cm=25cm

（2）当s=10cm时，由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度v2=8m/s

由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流I==  

解得：I=A=0.4A

此时线圈所受安培力F=πBIh=100×1×0.4×0.05N=2N   

小车的加速度 a==m/s2=1.67m/s2       

（3）q==  

解得：q=C=5×10-3C  

（4）由图象可知，线圈左边离开磁场时，小车的速度为v3=2m/s．

线圈进入磁场和离开磁场时，克服安培力做功，线圈的动能减少，转化成电能消耗在线圈上产生电热．

  Q=（M+m）（v-v）  

解得线圈电阻发热量Q=57.6J    

答：

（1）小车的水平长度l为10cm，磁场的宽度d为25cm．

（2）小车的位移s=10cm时线圈中的电流大小I为0.4A，此时小车的加速度a为1.67m/s2．

（3）在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电量q为C．

（4）线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q为57.6J．

（1）由闭合电路的欧姆定律I=

由法拉第电磁感应定律E=n

由图，=0.5T/S

S=πr2

联立解得I=0.4A

（2）设线圈开始能匀速滑动时受的滑动摩擦力为Fμ，则mgsin37°=Fμ

加变化磁场后线圈刚要运动时nBIL=mgsin37°+Fμ，其中L=2r

由图象知B=B0+kt=1+0.5t

由焦耳定律Q=I2Rt

联立解得Q=0.5J

答：（1）刚加上磁场时线圈中的感应电流大小为0.4A；

（2）从加上磁场开始到线圈刚要运动，线圈中产生的热量为0.5J．

（1）设CD棒运动速度为v，则：导体棒产生的感应电动势为：E=Bdv  ①

据全电路欧姆定律有：I=  ②

则安培力为：F0=BdI  ③

据题意分析，当v最大时，有：F-F0-f=0  ④

联立①②③④得：vm==8 m/s  ⑤

故CD运动的最大速度为8m/s．

（2）CD速度最大时同理有：Em=Bdvm     ⑥

Im=      ⑦

P=I2R       ⑧

联立⑤⑥⑦带入数据得：P=3W．

故当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率为P=3W．

（1）导体棒开始运动时，回路中产生的感应电动势E=BLv  

感应电流 I==

安培力F安=BIL                                 

由平衡条件得：mgsinθ=F安+F 

因，F=0

联立上式得：θ=300                              

（2）感应电流 I==与导体棒切割的有效长度l无关

感应电流大小I==2A                          

故0.2s内通过导体棒的电荷量q=It=0.4C        

（3）设导体棒经t时间沿导轨匀速向下运动的位移为x，

则t时刻导体棒切割的有效长度Lx=L-2x            

导体棒在导轨上运动时所受的安培力F安=BILx=(L-2x)=2-2x

因安培力的大小F安与位移x成线性关系，故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值

.

F

安=N=1N

产生的焦耳热Q=

.

F

安•=1J

答：（1）t=0时，F=0，求斜面倾角30°；

（2）求0.2s内通过导体棒的电荷量0.4C；

（3）求导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热1J．

（1）导体棒MN在达到匀速运动前是一个动态变化的过程，它受到悬挂重物的细绳的拉力与安培力及摩擦力三个力作用，其中的安培力随受到的增大而增大，故合速度的增大而减小，棒的加速度就随速度的增大而减小．在达到稳定速度前，导体棒的加速度逐渐减少，速度逐渐增大，做加速度减小的加速运动．当MN棒匀速运动时，悬挂重物的细绳的拉力与安培力及摩擦力三力合力为零．F=mg-μmg=5N

（2）导体棒MN匀速运动时，感应电动势 E=BLv

所以感应电流：I==              

匀速运动时受力平衡：mg=BIL+μmg                

代入数值联立上式解得：v==1m/s

根据能量守恒得：mgh=μmgh+Q总+•2mv2           

即：Q总=mgh(1-μ)-mv2=1×10×2×0.5-1×12(J)=9J

∵Q=I2Rt，

而串联电路中电流相等

∴=

解得：r=R=×0.2Ω=0.13Ω              

答：（1）当MN棒匀速运动时，悬挂重物的细绳的拉力与安培力及摩擦力三力合力为零；在达到稳定速度前，导体棒的加速度逐渐减少，速度逐渐增大．

（2）导体棒MN的电阻值r=0.13Ω

（1）设匀强磁场的磁感应强度为B，则金属棒达到最大速度时，产生的电动势E=BLvm．  ①

回路中产生的感应电流I=     ②

金属棒所受的安培力F=BIL        ③

cd棒所受合外力为零时，下滑的速度最大，则

F=mgsinα      ④

由①②③④得，B=，

（2）设电阻R上产生的电热为Q，整个电路产生的电热为Q总，则

mgsinα=mvm2+Q总   ⑤

Q=Q总

联立解得Q=．

答：（1）匀强磁场的磁感应强度大小为．

（2）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热为Q=．