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题目
题型:不详难度:来源:
(共16分)如图所示,MNPQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计. 导轨所在平面与磁感庆强度B=5.0T的匀强磁场垂直。质量m=6.0×102kg、电阻r=0.5Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有阻值均为3.0Ω的电阻R1R2。重力加速度取10m/s2,且导轨足够长,若使金属杆ab从静止开始下滑,求:
(1)杆下滑的最大速率vm
(2)稳定后整个电路耗电的总功率P
(3)杆下滑速度稳定之后电阻R2两端的电压U.
答案
(1)0.3m/s
(2)0.18W
(3)0.45V
解析
(1)

(2)由能量转化和守恒定律有:
(3)
两端的电压U=IR=0.45V
核心考点
试题【(共16分)如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计. 导轨所在平面与磁感庆强度B=5.0T的匀强磁场垂直。质量m=6.】;主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]
举一反三
(20分)如图所示,defg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨,导轨间距离为L,电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E,内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端eg处,并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路,整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后,导体棒ab由静止开始向上加速运动,求:
(1)导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度;
(2)导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率;
(3)分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内,整个回路中能量是怎样转化的?并证明能量守恒
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(18分)洛伦兹力演示仪是由励磁线圈(也叫亥姆霍兹线圈)、洛伦兹力管和电源控制部分组成的。励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场。洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪,能够连续发射出电子,电子在玻璃泡内运动时,可以显示出电子运动的径迹。其结构如图所示。
(1)给励磁线圈通电,电子枪垂直磁场方向向左发射电子,恰好形成如“结构示意图”所示的圆形径迹,则励磁线圈中的电流方向是顺时针方向还是逆时针方向?
(2)两个励磁线圈中每一线圈为N = 140匝,半径为R =" 140" mm,两线圈内的电流方向一致,大小相同为I = 1.00A,线圈之间距离正好等于圆形线圈的半径,在玻璃泡的区域内产生的磁场为匀强磁场,其磁感应强度(特斯拉)。灯丝发出的电子经过加速电压为U=125V的电场加速后,垂直磁场方向进入匀强磁场区域,通过标尺测得圆形径迹的直径为D = 80.0mm,请估算电子的比荷。(答案保留2位有效数字)
(3)为了使电子流的圆形径迹的半径增大,可以采取哪些办法?
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如图所示,一矩形金属框架与水平面成=37°角,宽L =0.4m,上、下两端各有一个电阻R0 =2Ω,框架的其他部分电阻不计,框架足够长,垂直于金属框平面的方向有一向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T.ab为金属杆,与框架良好接触,其质量m=0.1Kg,杆电阻r=1.0Ω,杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.杆由静止开始下滑,在速度达到最大的过程中,上端电阻R0产生的热量Q0="0." 5J.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)流过R0的最大电流;
(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离;
(3)在时间1s内通过杆ab横截面积的最大电量.
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(16分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQMN,导轨的电阻不计,间距为d = 0.5m,PM两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B = 0.2T的匀强磁场中.电阻均为r = 0.1Ω、质量分别为m1 = 0.3kg和m2 = 0.5kg的两金属棒abcd平行的搁在导轨上,现固定棒ab,让cd在水平恒力F = 0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:
(1)cd棒两端哪端电势高;
(2)当电压表的读数为U = 0.2V时,cd棒受到的安培力多大;
(3)棒cd能达到的最大速度vm
 
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如图所示,MNPQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界).导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在弹簧S的作用下沿导轨以速度v0向左匀速运动.已知在导体棒运动的过程中,弹簧始终处于弹性限度内.磁感应强度的大小为B,方向如图.当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r,导体棒ab的质量为m.求:
(1)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;
(2)弹簧的劲度系数k
(3)从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量.

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