热门试卷

如图所示，由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为L，每条边的电阻均为R，其中ab边材料的密度较大，其质量为m，其余各边的质量均可忽略不计，线框可绕与cd边重合的水平轴OO′自由转动，不计空气阻力和摩擦，若线框从水平位置由静止释放，经历时间t到达竖直位置，此时ab边的速度大小为v，若线框始终处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，重力加速度为g．求：

（1）线框至竖直位置时，ab边两端的电压及所受安培力的大小．

（2）在这一过程中，线框中感应电流做的功及感应电动势的有效值．

（3）在这一过程中，通过线框导线横截面的电荷量．

如图所示，一个质量为m=0.016kg、长为L=0.5m、宽为d=0.1m、电阻R=0.1Ω的粗细均匀的矩形线框，从h1=5m的高度由静止自由下落，然后进入匀强磁场，磁场的磁感应强度B=0.4T，磁场方向与线框平面垂直，g=10m/s2．求：

（1）刚进入时线框的电流大小和方向；

（2）请通过计算判断，线框刚进入磁场时做什么运动？线框从刚进入磁场到完全进入磁场，产生多少热量？

（3）如果线框的下边ab通过磁场区域的时间t=0.15s，求磁场区域的高度h2；

（4）请定性画出线框穿越磁场过程中电流随时间的变化关系（取顺时针为正）．

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成θ=37°角，上端连接阻值为R=2Ω的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度B=0.4T．质量为0.2kg、电阻为1Ω的金属棒ab，以初速度v0从导轨底端向上滑行，金属棒ab在安培力和一平行与导轨平面的外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a=3m/s2、方向和初速度方向相反，在金属棒运动过程中，电阻R消耗的最大功率为1.28W．设金属棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

求：

（1）金属棒产生的感应电动势的最大值

（2）金属棒初速度v0的大小

（3）当金属棒速度的大小为初速度一半时施加在金属棒上外力F的大小和方向

（4）请画出金属棒在整个运动过程中外力F随时间t变化所对应的图线．

如图所示，有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向与水平放置的导轨垂直．导轨宽度为L，右端接有电阻R．MN是一根质量为m的金属棒，金属棒与导轨垂直放置，且接触良好，金属棒与导轨电阻均不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现给金属棒一水平初速度v0，使它沿导轨向左运动．已知金属棒停止运动时位移为x．求：

（1）金属棒速度为v时的加速度为多大？

（2）金属棒运动过程中通过电阻R的电量q；

（3）金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q．

如图a所示，间距为d的平行金属板MN与一对光滑的平行导轨相连，平行导轨间距L=d/2，一根导体棒ab以一定的初速度向右匀速运动，棒的右端存在一个垂直纸面向里，大小为B的匀强磁场。棒进入磁场的同时，粒子源P释放一个初速度为0的带电粒子，已知带电粒子质量为m，电量为q。粒子能从N板加速到M板，并从M板上的一个小孔穿出。在板的上方，有一个环形区域内存在大小也为B，垂直纸面向外的匀强磁场。已知外圆半径为2d，里圆半径为d，两圆的圆心与小孔重合。（粒子重力不计）

（1）判断带电粒子的正负，并求当ab棒的速度为v0时，粒子到达M板的速度v；

（2）若要求粒子不能从外圆边界飞出，则v0的取值范围是多少？

（3）若棒ab的速度v0只能是，则为使粒子不从外圆飞出，则可以控制导轨区域磁场的宽度S（如图b所示），那该磁场宽度S应控制在多少范围内？

如图（甲）所示，边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合。在力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图（乙）所示。已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω。

（1）试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流方向？

（2）t=2.0s时，金属线框的速度？

（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么，金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少？

如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上．在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端．已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g．

（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；

（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；

（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x1位置时停下来，

a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；

b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置．

如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=l m，上端接有电阻R=3Ω，虚线OO'下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m=0.25kg、电阻r=1Ω的金属杆ab，从OO'上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）金属杆ab刚进入磁场时的速度大小；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）杆在磁场中下落0.2s的过程中电阻R产生的热量．

如图甲所示，质量为m=50g，长l=10cm的铜棒，用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1/3T．未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ=37°，求此棒中恒定电流的大小．

同学甲的解法如下：对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示（侧视图）．

当最大偏转角θ=37°时，棒受力平衡，有：tanθ==

∴I==A=11.25A

同学乙的解法如下：铜棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图丙所示．

F做功为：WF=FS1=BIl•lsin37°

重力做功为：WG=-mgS2=-mgl（1-cos37°）

由动能定理得：BIl2sin37-mgl（1-cos37°）=0

∴I==A=5A

请你判断，他们的解法哪个正确？错误的请指出错在哪里．