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题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,电阻忽略不计的两根两平行光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场。(不计a、b之间的作用)求:
(1)在整个过程中,a棒和b棒分别克服安培力做了多少功?
(2)在b穿过磁场区域过程中,电阻R产生的电热;
(3)M点和N点距L1的高度分别为多少?
答案
(1) Wa=magd =   Wb=mbgd = 
(2)       
(3)
解析
(1) 因为两金属棒都是匀速穿过磁场的,所以安培力与重力等大,克服安培力做功分别为:Wa=magd =   Wb=mbgd = 
(2)设b切割磁感线时,其上电流为I,则电阻R和a棒上电流均为,根据焦耳定律:得:  
由(1)知b棒穿过磁场过程产生的总电热为所以:     
(3)b在磁场中匀速运动时:速度为,总电阻R1=7.5Ω。
b中的电流                 ①
由以上各式得:        ②
a在磁场中匀速运动时:速度为,总电阻R2=5Ω。
a棒同理有:        ③
由②③式得,                 ④ 
又:                     ⑤
                           ⑥
由④⑤⑥得:   
所以:
核心考点
试题【如图所示,电阻忽略不计的两根两平行光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为】;主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,在倾角为的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,一个质量为m,边长为L的正方形线框以速度v刚进入上边磁场时,即恰好做匀速直线运动,求:
(1)当边刚越过时,线框的加速度多大?方向如何?
(2)当到达中间位置时,线框又恰好作匀速运动,求线框从开始进入到边到达中间位置时,产生的热量是多少?
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如图甲所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁场宽度为,正方形金属框边长为,每边电阻均为R/4,金属框以速度v的匀速直线穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,当金属框cd边到达磁场左边缘时,匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化.
(1)求金属框进入磁场阶段,通过回路的电荷量;
(2)在图丙it坐标平面上画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流i随时间t的变化图线(取逆时针方向为电流正方向);
(3)求金属框穿过磁场区的过程中cd边克服安培力做的功W

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如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.20Ω。开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2
求:(1) 线圈下边缘刚进入磁场时,线圈产生电流的大小和方向;
(2)线圈进入磁场过程中产生的电热Q
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如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻,导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末理想电压表的读数为0.2V.求:
(1)5s末时电阻上消耗的电功率;
(2)金属杆在5s末的运动速率;
(3)5s末时外力的功率.
  
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(18分)如图所示,水平设置的三条光滑平行金属导轨位于同一水平面上,相距均为=1m,导轨间横跨一质量为=1kg的金属棒MN,棒与三条导轨垂直,且始终接触良好。棒的电阻=2Ω,导轨的电阻忽略不计。在导轨间接一电阻为R=2Ω的灯泡,导轨间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始运动。试求:
(1)若施加的水平恒力F=8N,则金属棒达到稳定时速度为多大?
(2)若施加的水平外力功率恒定,且棒达到稳定时的速度为1.5m/s,则水平外力的功率为多大?此时电压表读数为多少?
(3)若施加的水平外力使棒MN由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动,且经历=1s时间,灯泡中产生的热量为12J,试求此过程中外力做了多少功?
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