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1. 如图所示,两根平行长直金属轨道,固定在同一水平面内,问距为d,其左端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置,且与两轨道接触良好,导体棒与轨道之间的动摩擦因数为
.导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下,从静止开始沿轨道运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直),设导体棒接入电路的电阻为r,轨道电阻不计,重力加速度大小为g
,
在这一过程中( )
A.
流过电阻R的电荷量为
B.
导体棒运动的平均速度为
C.
恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能
D.
恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒所增加的动能
【考点】
导体切割磁感线时的感应电动势;
【答案】
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1. 如图,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为
, 一端通过导线与阻值为
的电阻连接;导轨上放一质量为
的金属杆(如图甲),金属杆与导轨的电阻忽略不计,匀强磁场竖直向下。用与导轨平行的拉力
作用在金属杆上,使杆运动,当改变拉力的大小时,相对应稳定时的速度
也会变化,已知
和
的关系如图乙。(重力加速度取
)则( )
A.
金属杆受到的拉力与速度成正比
B.
该磁场磁感应强度B为0.25T
C.
图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小
D.
导轨与金属杆之间的动摩擦因数为
多选题
容易
1. 如图所示,半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以大小为ω的角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OA、OB、OC,辐条互成120°角。在∠MON=120°的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B
0
的匀强磁场,圆环的边缘通过电刷P与阻值为r的定值电阻R
0
相连,其余电阻不计。对圆环匀速转动的过程,下列说法正确的是( )
A.
圆环转动一周的时间为
B.
圆环匀速转动时产生的感应电动势为
C.
定值电阻R
0
两端的电压为
D.
通过定值电阻R
0
的电流为
多选题
普通
2. 如图所示,两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上,其所在平面竖直且平行,导轨最高点到水平桌面的距离等于半径,最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场(图中未画出),导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置,由静止释放。MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好,不考虑自感影响,下列说法正确的是( )
A.
MN最终一定静止于OO'位置
B.
MN运动过程中安培力始终做负功
C.
从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN的速率一直在增大
D.
从释放到第一次到达OO'位置过程中,MN中电流方向由M到N
多选题
普通
3. 质量
, 边长
、电阻
的单匝正方形导体框abcd沿着倾角为
的光滑斜面由静止开始下滑
后,下边框bc进入匀强磁场区域时导体框开始减速,当上边框ad进入磁场时,导体框刚好开始做匀速直线运动。已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行,磁场的宽度也为
, 磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小
,
, 取重力加速度大小
, 求:( )
A.
下边框bc刚进入磁场时,导体框的速度大小为
B.
上边框ad刚进入磁场时,导体框的速度大小为
C.
导体框从下边框bc进入磁场到上边框ad进入磁场所用的时间
D.
导体框在进入磁场的过程中,bc两点电压保持不变
多选题
普通
1. 如图所示,平行导轨MN、PQ间距为d,M、P间接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置,第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计,当金属杆两次均以速度v沿垂直于杆的方向滑行时,下列说法正确的是( )
A.
两次电阻R上的电压相等
B.
第一次和第二次金属杆中感应电流之比为
C.
第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为
D.
第一次和第二次电阻R上的电功率之比为
单选题
普通
2. 将长为2L、粗细均匀的导线ab,从中点O处折成如图所示形状,aO⊥b0,ab连线与水平方向成45°夹角,导线所在位置处有范围足够大方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.现将导线在纸面内以相同大小的速度v,分别以垂直ab斜向上和水平向左两个方向运动,则两种情况下a、b两点间的电势差之比为( )
A.
B.
C.
1:2
D.
2:1
单选题
容易
3. 如图所示,一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘,圆盘中心O和圆盘边缘D通过电刷与螺线管相连,螺线管右侧有竖直悬挂的铜环,匀强磁场垂直于圆盘平面向上,从上向下看,圆盘为逆时针方向匀速转动,则下述结论中正确的是( )
A.
金属圆盘上各处的电势相等
B.
圆盘上的电流由边缘流向圆心
C.
螺线管内部的磁场从F指向E
D.
铜环中有恒定的感应电流产生
单选题
容易
1. 如图1所示,倾角为
的斜面上平行放置两根足够长金属导轨,间距为
, 导轨下端接一阻值为
的定值电阻,一质量为
的金属杆垂直放在导轨上,通过一根不可伸长的绝缘细绳跨过光滑定滑轮与质量为
的重物连接,整个空间有垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小
. 已知金属杆与导轨间的动摩擦因数为
, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,除R外,其余电阻不计,
, g取
。现由静止释放重物,求:
(1)
刚释放重物的瞬间,金属杆的加速度大小;
(2)
金属杆的最大速度和达到最大速度后电阻R消耗的电功率;
(3)
若将定值电阻换成电容为C的电容器,如图2所示,电容器初始不带电,重新由静止释放重物,金属杆向上运动的加速度是否恒定?若恒定,请证明并求出加速度的表达式;若不恒定,也请证明。
解答题
困难
2. 如图甲所示,电阻
, 平行于斜面底边CD的导体棒AB电阻
, 放在倾角
足够长的光滑平行导轨上,导体棒AB的长度等于导轨宽度为
, PQCD区域内有垂直于导轨的匀强磁场,该区域面积
, 匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。导体棒AB在
时由静止释放,在
时进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,重力加速度g取
,
, 不计空气阻力,求:
(1)
导体棒AB释放处与PQ的距离以及导体棒AB进入磁场时的感应电动势;
(2)
在前1.5s内电路中产生的内能。
解答题
普通
3. 如图所示,水平导体棒
的质量
, 长
, 接入电路的阻值
, 其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上,两圆环半径均为
, 电阻均不计。阻值为
的电阻
用导线(电阻可忽略)与圆环相连接,理想交流电压表V(未画出)接在电阻
两端。整个空间有磁感应强度大小
、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒
在外力
作用下以速率
绕两圆环的中心轴
匀速转动。
时,导体棒
在圆环最低点,重力加速度
。
(1)
推导出电阻
两端电压随时间变化的表达式;
(2)
求
时间内,通过电阻
的电荷量和外力
做的功。
解答题
困难
1. 如图1所示,光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上,轨道间连接一可变电阻,导体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电阻),整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中,第一次对应直线①,初始拉力大小为F
0
, 改变电阻阻值和磁感应强度大小后,第二次对应直线②,初始拉力大小为2F
0
, 两直线交点的纵坐标为3F
0
。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n,则k、m、n可能为( )
A.
k = 2、m = 2、n = 2
B.
C.
D.
单选题
困难
2. 如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根导轨位于
轴上,另一根由
、
、
三段直导轨组成,其中
段与
轴平行,导轨左端接入一电阻
。导轨上一金属棒
沿
轴正向以速度
保持匀速运动,
时刻通过坐标原点
,金属棒始终与
轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为
,金属棒受到安培力的大小为
,金属棒克服安培力做功的功率为
,电阻两端的电压为
,导轨与金属棒接触良好,忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
多选题
普通
3. 如图所示,
平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为
的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场.边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在
平面内以角速度
顺时针匀速转动.
时刻,金属框开始进入第一象限.不考虑自感影响,关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是( )
A.
在
到
的过程中,E一直增大
B.
在
到
的过程中,E先增大后减小
C.
在
到
的过程中,E的变化率一直增大
D.
在
到
的过程中,E的变化率一直减小
多选题
困难