热门试卷

如图所示，宽度L=1 m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1 T，框架导轨上放一根质量m=0.2 kg、电阻R=1.0 Ω的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现用功率恒为6W的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直），当棒的电阻R产生热量Q=5.8 J时获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量q=2.8 C（框架电阻不计，g取10 m/s2）。求：

(1)ab棒达到的稳定速度；

(2)ab棒从静止到稳定速度的时间。

如图甲所示，在光滑绝缘的水平面上，放有一个粗细均匀的单匝正方形线圈abcd。在外力的作用下从静止开始向右运动，穿过固定不动的、有理想边界的匀强磁场区，磁感应强度的大小为B，磁场区的宽度大于线圈的边长。若测得线圈中产生的感应电动势E的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。已知图象中的三段时间分别为△t1，△t2和△t3，且在△t2时间内外力为恒力。

(1)定性说明线圈在穿过磁场的过程中做何种运动？

(2)若测得线圈的bc边刚进入磁场时的速度为v，bc两点间电压为U，求线圈在△t1时间内的平均感应电动势；

(3)若测得△t1：△t2：△t3=2：2：1，求线圈的边长与磁场区的宽度比值为多少？

(4)若仅给线圈一个水平的初速度v0，使线圈自由的向右滑入磁场，试画出从线圈bc边刚进入磁场开始计时，其后可能出现的v-t图象。（提醒：自己建立坐标系，只需定性画出速度的变化情况，除了初速度v0以外，不需要标出关键点的坐标）

如图所示，矩形金属线框长L=0.5 m，宽d=0.2，质量m=0.016 kg，电阻R=0.1 Ω．它自由下落h1=5 m 时，下边进入方向垂直纸面向里的匀强磁场中，并恰好做匀速运动。（不计空气阻力，g取10 m/s2）

(1)求磁场的磁感应强度的大小；

(2)若线框下边通过磁场的时间t=0.15 s，求磁场所在区域的高h2；

(3)若h2=L，求线框穿越磁场的过程中产生的热量。

两根相距为L的平行金属导轨固定于水平面上，导轨电阻不计。一个质量为m、长为L、宽为a的线框放在水平导轨上（如图所示），长边的电阻均为2R，宽边电阻不计，导轨与线框间的动摩擦因数为μ，两者接触电阻不计。导轨左端连有阻值为2R的电阻，导轨平面上有n个竖直向上的宽度为a、间距为b的匀强磁场 区域(a＜b)，磁感应强度为B。线框右边初始位于OO'处，OO'与第一个磁场区域左边界相距2a，求：

(1)给线框向右的初速度v0，为使线框保持v0的速度一直向右穿过各磁场区域，需对线框施加水平向右的拉力。求线框不在磁场中时受到的拉力F1和在磁场中时受到的拉力F2的大小；

(2)在(1)的情况下，求线框从OO'开始运动到线框左边刚离开第2个磁场区域过程中，拉力所做的功；

(3)若线框初速度为零，现对其施以水平向右的恒定拉力F，使线框进入各磁场的速度都相同，求线框从OO'开始运动到线框左边刚离开第n个磁场区域的整个过程中，导轨左端电阻上产生的热量。

如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角，完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02 kg，电阻均为R=0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。取g=10 m/s2，问：

(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？

(2)棒ab受到的力F多大？

(3)棒cd每产生Q=0.1 J的热量，力F做的功W是多少？

如图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻R。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。求：

(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff；

(2)杆ab中通过的电流及其方向；

(3)导轨左端所接电阻R的阻值。

如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：

(1)磁感应强度的大小B；

(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；

(3)流经电流表电流的最大值Im。

如图(a)所示，间距为L、足够长的固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ角，下端M、P之间连接 有电流传感器和阻值为R的定值电阻。导轨上垂直停放一质量为m、电阻为r的金属杆ab，ab与导轨接触良好，整个装置处于磁感应强度方向垂直导轨平面向下、大小为B的匀强磁场中。在t=0时刻，用一沿斜面向上的力向上拉金属杆ab，使之由静止开始斜向上做直线运动，电流传感器将通过R的电流i即时采集并输入电脑，可获得电流i随时间t变化的关系图线，设图(b)中的I1和t1为已知数。电流传感器和导轨的电阻及空气阻力均忽略不计，重力加速度大小为g。

（1）若电流i随时间t变化的关系如图(b)所示，求任意t时刻杆ab的速度v；

（2）判断杆ab的运动性质，并求任意t时刻斜向上的拉力的功率P的大小。

如图(a)所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的倾角θ=30°，两导轨间距L=0.3 m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R=0.4 Ω的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m=0.1 kg，电阻r= 0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨面向下。现拆除对金属杆ab的约束，同时用一平行于金属导轨面的外力F沿斜面向上拉金属杆ab，使之由静止开始向上运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图(b)所示。求：（g取10 m/s2）

（1）在t=2.0 s时，通过金属杆的感应电流的大小和方向；

（2）金属杆在2.0 s内通过的位移；

（3）第2s末拉力F的瞬时功率。

如图所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L，导轨左端接有阻值为R的电阻，电阻为r、 质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。

（1）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？

（2）求导体棒所达到的恒定速度v2。

（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？

如图，C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相同光滑导轨，C1D1和E1F1为两段四分之一圆弧，半径分别为r1=8r和r2=r。在水平矩形D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒P、Q的长度均为L，质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计，Q停在图中位置，现将P从轨道最高点无初速释放，则

（1）求导体棒P进入磁场瞬间，回路中的电流的大小和方向（顺时针或逆时针）；

（2）若P、Q不会在轨道上发生碰撞，棒Q到达E1E2瞬间，恰能脱离轨道飞出，求导体棒P离开轨道瞬间的速度；

（3）若P、Q不会在轨道上发生碰撞，且两者到达E1E2瞬间，均能脱离轨道飞出，求回路中产生热量的范围。

如图（a）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的倾角θ=30°，两导轨间距L=0.3 m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R=0.4 Ω的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m=0.1 kg、电阻r=0.2 Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨面向下。现拆除对金属杆ab的约束，同时用一平行金属导轨面的外力F沿斜面向上拉金属杆ab，使之由静止开始向上运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图（b）所示求：

（1）在t=2.0 s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；

（2）金属杆在2.0 s内通过的位移；

（3）2 s末拉力F的瞬时功率。

如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。

（1）求导体棒所达到的恒定速度v2；

（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？

（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？

（4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v－t关系如图（b）所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d＝0.5m，现有一边长l＝0.2m、质量m＝0.1kg、电阻R＝0.1Ω的正方形线框MNOP以v0＝7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：

（1）线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F；

（2）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；

（3）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。