热门试卷

解：（1）由右手定则可知，金属杆进入磁场时，电流从a流向b．

金属杆进入磁场前，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：

mgh=mv2，

解得：v===3m/s

金属棒切割磁感线产生感应电动势：E=Bdv，

解得：E=1×0.2×3=0.6V

由欧姆定律可知，电流：I=，

解得：I==0.3A；

（2）金属棒离开磁场后做平抛运动，

在竖直方向上：H=gt2，

水平方向上：s=v′t，

解得：v′==2m/s

金属棒离开磁场时受到的安培力：

F=BId=，

代入数据，解得：F=0.04N，

（3）从金属棒开始下滑到离开磁场过程中，

由动能定理得：mgh+W=mv′2-0，

解得，安培力做功：W=-0.5J；

因此产生热量为Q=0.5J

答：（1）金属杆刚进入磁场时，杆中的电流大小0.3A和方向由a流向b；

（2）金属杆刚要离开磁场时受到的安培力的大小0.04N；

（2）整个过程中电路放出的热量为0.5J．

解：分析导体棒受力情况，根据平衡条件和安培力公式得

    BILcos45°=mgsin45°

解得，I=5A

由欧姆定律得，I=

代入解得，R=0.2Ω

答：电阻R应为0.2Ω．

解：（1）理想变压器的电流与匝数成反比，所以由I2=kI，变阻器上消耗的功率为：

P=I22R=（kI）2R=k2I2R

（2）副线圈的电压为U=I2R=kIR，根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，变压器原线圈两端的电压为：U1=k2IR

（3）产生的最大电动势为E=

即：E=BωrL

联立解得：

答：（1）变阻器上消耗的功率P为k2I2R

（2）变压器原线圈两端的电压U1为k2IR

（3）金属圆环的半径r为

解：对导体棒受力分析，有共点力平衡可得：

BILcos30°-μ（mg-BILsin30°）=0

解得：B=

（2）要使金属条尽快运动s，则必须以最大加速度运动，设金属条受到的安培力与水平方向的夹角为α，有：

BILcosα-μ（mg-BILsinα）=ma

解得：

当且仅当α=45°时，加速度最大，故安培力对金属条做功为：

W=Fs=BILssin45

答：（1）金属条以速度v做匀速运动，磁场的磁感应强度的大小为

（2）为了使金属条尽快运动距离s，可通过改变磁场的方向来实现，改变磁场方向后，金属条运动位移s的过程中安培力对金属条所做的功为

解：根据左手定则，导线所受安培力方向竖直向下，如图所示．

解：（1）由F=BIL可得磁感应强度为：

（2）导线受到的磁场的作用力为：F=BI′L=0.2×4×2N=1.6N．磁感应强度不变为0.2T

答：（1）磁场的磁感应强度为0.2T

（2）当导线中的电流增大为4A时，导线受到的安培力为1.6N，此时磁场的磁感应强度为0.2T

解：受力分析如图，安培力为：F安=BIL    

根据闭合电路欧姆定律得：I=

分解F安，由平衡条件得：f=F安sinθ=BILsinθ=

N=mg+F安=mg+F安cosθ=mg+BILcosθ=mg+

由牛顿第三定律：N′=N=mg+

答：棒受到的摩擦力大小和棒对轨道的压力大小分别为和mg+．

解：（1）回路中的电流为：I=

有受力分析可知：mgsinθ=B1IL

解得：

（2）导体棒向下运动产生的电动势为：e=BLV=1.5×0.2×2V=0.6V

回路中的电流为：

对导体棒受力分析，沿斜面方向合力为零

B2I′L-mgsin37°+μmgcos37°-F=0

即为：F=B2I′L-mgsin37°+μmgcos37°=1.5×2.2×0.2-0.05×10×0.6+0.5×0.05×10×0.8N=0.56N

答：（1）当磁感应强度B1为0.75T时，导体棒与导轨间的摩擦力为零；

（2）当磁感应强度B2=1.5T时，杆受沿斜面向下的恒力作用以2m/s的速度沿斜面向下匀速运动，此恒力大小应等于0.56N

解：v=10km/s

炮弹所受的安培力：F=BIL…①

炮弹产生的加速度：a=…②

由运动学有：v2=2ax…③

由①-③式得磁感应强度为：B=…④

磁场的最大功率：P=BILv==2×107W

答：轨道间所加匀强磁场的磁感应强度100T．磁场的最大功率Pm为2×107W．