热门试卷

解：（1）根据F=BIL得，B===0.1T

（2）若导线长不变，电流增大为5A，此处的磁感应强度不变，为0.1T．

则它受磁场力F′=BIL=0.1×5×0.02=1×10-2N．

答：（1）该处的磁感应强度B是0.1T；

（2）若导线长不变，电流增大为5A，则该处的磁感应强度B仍为0.1T，导线所受磁场力F为1×10-2N．

解：（1）由匀加速运动公式有：

a==9×105 m/s2

（2）由安培力公式和牛顿第二定律，有：

F=IlB=kI2l=ma

因此有：I==6×105 A

（3）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即：

P△t×4%=mv2

发射过程中电源供电时间为：△t==×10-2 s

所需的电源输出功率为：P==4.5×108W

由功率P=UI，解得输出电压为：U==750V

答：（1）求发射过程中金属滑块的加速度大小9×105m/s2；

（2）求发射过程中电源提供的电流强度大小6.0×105A；

（3）若电源输出的能量有9%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率4.5×108W和输出电压750V

解：（1）金属细杆在重力、安培力作用下处于平衡状态，安培力和重力等大反向，故安培力方向竖直向上．

故金属细杆所受安培力的方向为：竖直向上．

（2）根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过手心，大拇指指向上方，四指从N指向M，故电流方向从N指向M．

故金属细杆中电流的方向为从N指向M．

（3）根据安培力公式有：F=BIL

又F=mg

所以：B==0.1T

故匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T．

（4）改变电流方向时，安培力竖直向下，所以向下合力为2mg，每根细线的张力为mg=0.1N

答：（1）金属细杆所受安培力的方向竖直向上；

（2）金属细杆中电流的方向N指向M；

（3）匀强磁场的磁感应强度大小0.1T；

（4）若仅改变电流的方向，求每根绝缘细线上的张力0.1N．

解：（1）ab棒下落过程中，切割磁感线，产生感应电动势，但没有感应电流，ab棒在向下的过程中，只有重力做功，即机械能守恒，则得：mabgh1=

ab棒向左经过最低点前瞬间的速度：v1==m/s=4m/s．

当ab运动到最低点的瞬间，回路产生感应电流，磁场对ab、cd棒均有安培力作用，又因为系统在水平方向上合外力为零，即动量守恒．

设ab棒经过最低点后瞬间的速度大小为v1′，选向左的方向为正，根据两棒组成的系统动量守恒得：

mabv1=mabv1′+mcdv2′

解得：v1′=3m/s．

设ab棒向左摆起的最大高度为h2，在向左摆动的过程中，ab棒的机械能守恒，则得：mabgh2=

则得：h2=0.45m

（2）设匀强磁场的磁感应强度为B，棒通电时间为△t，对cd棒由动量定理有：BIL•△t=mcdv2′

又I•△t=q，由题意 q=1C

解得：B=0.2T

（3）根据能量守恒定律知，系统动能的减小量等于回路中产生的焦耳热．

 Q=--=×0.1×16-×0.1×9-×0.2×0.52=0.325J．

答：

（1）ab棒向左摆起的最大高度为0.45m；

（2）匀强磁场的磁感应强度为0.2T；

（3）此过程中回路产生的焦耳热为0.325J．