热门试卷

25. 如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图。其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计。导轨平面与水平方向夹角=。轨道上端连接一阻值R=1.0 的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0. 5，质量m=0. 2 kg，杆长L=1 m跨接在两导轨上。在轨道区城加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止开始释放，其始终与轨道垂直且接触良好。此后计算机屏幕上显示出如图（b）所示的1-t图像（g取10），求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小和在t=0.5时电阻R的热功率；

（2）已知0-1.2 s内通过电阻R的电荷量为1. 3 C，求0-1.2s内金属棒MN的位移及在R上产生的焦耳热。

25. 如图所示，倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接。轨道宽度均为L=1m，电阻忽略不计。匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1=1T；匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2=1T．现将两质量均为m=0.2kg，电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放。取g=10m/s2．

（1）求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；

（2）若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q=0.45J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量；

（3）若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时刻记为t=0，此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式。

21．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨ef和gh水平放置且相距L，在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各放有一根质量为m,电阻为R与导轨垂直的金属杆ab、cd，其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力拉细杆ab，并最终达到匀速运动时，杆cd恰好静止在圆环上某处，试求：

（1）杆ab做匀速运动时，回路中的感应电流的大小和方向；

（2）杆ab做匀速运动时的速度；

（3）杆cd静止的位置距圆环最低点的高度。

14.如图为两相互平行且倾斜放置的导轨，导轨平面的倾角为30°，导轨表面光滑，导轨间的距离L=1 m，导轨下端接有电阻R=0.8Ω，导轨电阻不计．匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感应强度B=1T，质量m=0.5 kg.电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上．现用沿轨道平面向上且垂直于金属棒的力，使金属棒ab沿斜面向上运动，金属棒先以2m/s2的加速度做匀加速运动，当ab棒滑行1 m后速度保持不变，g取10 m/s2．

求：

（1）金属棒匀速运动时的拉力F的大小；

（2）拉力F的最大功率；

（3）金属棒开始运动后前3 s内通过电阻R的电量．

25．磁悬浮列车的运动原理如图所示，在水平面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2，B1和B2相互间隔，导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时，金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0. 4 m，两种磁场的宽度均为L2，L2=ab，B1＝B2=B=1.0T。金属框的质量m=0.1 kg，电阻R=2.0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比，即f=kv，比例系数k=0. 08 kg/s。求：

（1）若金属框达到某一速度时，磁场停止运动，此后某时刻金属框的加速度大小为a=6.0m/s2，则此时金属框的速度v1多大？

（2）若磁场的运动速度始终为v0=5m/s，在线框加速的过程中，某时刻线框速度v′=2m/s，求此时线框的加速度a′的大小。

（3）若磁场的运动速度始终为v0=5m/s，求金属框的最大速度v2为多大？此时装置消耗的功率为多大？