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题目
题型:0110 模拟题难度:来源:
如图所示存在范围足够大的磁场区,虚线OO′为磁场边界,左侧为竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B1,右侧为竖直向上的磁感应强度为B2的匀强磁场区,B1=B2=B。有一质量为m且足够长的U形金属框架MNPQ平放在光滑的水平面上,框架跨过两磁场区,磁场边界OO′与框架的两平行导轨MN、PQ垂直,两导轨相距L,一质量也为m的金属棒垂直放置在右侧磁场区光滑的水平导轨上,并用一不可伸长的绳子拉住,绳子能承受的最大拉力是F0,超过F0绳子会自动断裂,已知棒的电阻是R,导轨电阻不计,t=0时刻对U形金属框架施加水平向左的拉力F让其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动。
(1)求在绳未断前U形金属框架做匀加速运动t时刻水平拉力F的大小;绳子断开后瞬间棒的加速度。
(2)若在绳子断开的时刻立即撤去拉力F,框架和导体棒将怎样运动,求出它们的最终状态的速度。
(3)在(2)的情景下,求出撤去拉力F后棒上产生的电热和通过导体棒的电量。
答案
解:(1)对框架v=at
E=BLv=BLat
安培力
F-F=ma

绳子断开时刻绳子拉力F0=F
棒的加速度
(2)绳子断裂时刻
框架速度
以后框架减速,棒向右加速,当两者速度大小相等时回路磁通量不再变化,一起匀速运动。
由于框架和棒都是受安培力作用,且质量相等,所以任意时刻加速度大小相等,相等时间内速度变化的大小也相等,最终速度都是v,
v0-v=v-0,
框架向左匀速,棒向右匀速。
(3)撤去拉力F后系统动能减少等于回路消耗电能,即棒上产生电热

对棒F=BIL=ma,  
Δt时间速度变化
速度由零增加到v过程
核心考点
试题【如图所示存在范围足够大的磁场区,虚线OO′为磁场边界,左侧为竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B1,右侧为竖直向上的磁感应强度为B2的匀强磁场区,B1=B2=B。】;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(a)所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻,导轨上停放一质量、电阻的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示。
(1)试分析说明金属杆的运动情况;
(2)求第2s末外力F的瞬时功率。
题型:河北省模拟题难度:| 查看答案
如图甲所示,MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中,使线框平面与磁场方向垂直,且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时,对线框施加一水平拉力F,使线框由静止开始向右做匀加速直线运动;当t=t0时,线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间t变化的图线。由以上条件可知,磁场的磁感应强度B的大小及t0时刻线框的速率v为

[     ]

A.
B.
C.
D.
题型:江苏模拟题难度:| 查看答案
如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直方向的磁场中,整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4……组成,磁感应强度B1、B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B。导轨左端MP间接一电阻R,质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,不计导轨的电阻。现对棒ab施加水平向右的拉力,使其从区域1磁场左边界位置开始以速度v0向右作匀速直线运动并穿越n个磁场区域。
(1)求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q;
(2)求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W;
(3)规定棒中从a到b的电流方向为正,画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象;
(4)求棒ab穿越n个磁场区域的过程中通过电阻R的净电荷量q。

题型:江苏模拟题难度:| 查看答案
如图所示,倾角均为θ=45°的固定光滑金属直轨道ce和c"e",与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a"b"c"分别相切于c和c"点,两切点与对应圆心的连线和竖直方向夹角均为θ=45°,e和e"间接有阻值为R的电阻,矩形cc"d"d区域内存在与该平面垂直的磁场,磁感应强度,式中x为沿直轨道向下离开边界dd"的距离,且,长度也为L、阻值为R的导体棒在外力作用下,从磁场边界dd"沿直轨道向下匀速通过磁场,到达边界cc"时撤去外力,导体棒恰能沿圆弧轨道通过最高处aa",金属轨道电阻及空气阻力均不计,重力加速度为g,求:
(1)导体棒通过aa"时速度υ的大小;
(2)导体棒匀速通过磁场时速度υ0的大小;
(3)导体棒匀速通过磁场过程中棒上产生的热量Q。
题型:福建省模拟题难度:| 查看答案
如图所示为两根间距不等的光滑金属导轨MN、PQ,它们水平放置在竖直向下的匀强磁场中。导轨的一端接入电阻=10Ω和电流表,另一端接入电阻=5Ω。质量为m=0.1kg的金属棒横放在导轨上。当它以初速度=4m/s从ab处滑到a′b′处,用时t=0.08s。导轨间距=0.4m,=0.8m。若金属滑动时电流表读数始终不变。不计电流表棒与导轨的电阻和摩擦。试求:
(1)电流表的读数;
(2)磁感应强度。
题型:湖北省模拟题难度:| 查看答案
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