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1. 如图,水平金属圆环的半径为L,匀质导体棒OP的长度也为L,导体棒OP、电阻
的阻值都为R
0
, 电路中的其他电阻忽略不计。导体棒OP绕着它的一个端点O以大小为ω的角速度匀速转动,O点恰好为金属圆环的圆心,转动平面内有竖直向上的匀强磁场,导体棒OP转动过程中始终与金属圆环接触良好。对导体棒OP转动一周的过程,下列说法正确的是( )
A.
电阻R
1
中的电流方向由a指向b
B.
电阻R
1
两端的电压为
C.
电阻R
1
上产生的焦耳热为
D.
通过电阻R
1
的电流大小不断变化
【考点】
导体切割磁感线时的感应电动势; 电磁感应中的能量类问题;
【答案】
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多选题
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1. 某风速实验装置由如图甲、乙所示的风杯组系统和电磁信号产生系统两部分组成。风杯固定在竖直转轴的顶端,风杯中心到转轴距离为2L,风推动风杯绕竖直转轴顺时针匀速转动。电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于转轴上的导体棒OA组成,磁场半径为L,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,导体棒OA长为1.5L,电阻为r。导体棒每转一周,A端与弹性簧片接触一次,接触时产生的电流强度恒为I。图中电阻为R,其余电阻不计。下列说法正确的是( )
A.
流过电阻R的电流为正弦式交流电
B.
当导体棒与弹性簧片接触时,OA两点的电压大小为Ir
C.
当导体棒与弹性簧片接触时,O点电势低于A点电势
D.
风杯的速率
多选题
容易
2. 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,abcd为一矩形金属线框,其中ab=cd=L,ab边接有定值电阻R,cd边的质量为m,其他部分的电阻和质量均不计,整个装置用劲度系数为k的两根绝缘轻弹簧悬挂起来。线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻,使两弹簧处于自然长度,现给线框一竖直向下的初速度v
0
, 当cd边第一次运动至最下端的过程中,R产生的电热为Q,此过程cd边始终未离开磁场,已知重力加速度大小为g,下列说法中正确的是( )
A.
初始时刻cd边所受安培力的大小为
B.
线框中产生的最大感应电流可能为
C.
cd边第一次到达最下端的时刻,两根弹簧具有的弹性势能总量大于
D.
在cd边反复运动的过程中,R中产生的电热最多为
多选题
困难
2. 如图甲所示,不计电阻的足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直固定,其间距L=1m,磁感应强度大小B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接一电阻R=0.75Ω,一阻值r=0.25Ω、长度L=1m的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中金属棒ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图像中的OA段为曲线,AB段为直线,忽略金属棒ab运动过程中对原磁场的影响,取重力加速度大小g=10m/s
2
。下列说法正确的是( )
A.
金属棒ab稳定运动时的速度大小为6m/s
B.
金属棒ab的质量为0.8kg
C.
金属棒ab匀速运动时,其两端的电压为2V
D.
在t
0
~t
0
+1s内,金属棒ab中产生的热量为16J
多选题
普通
3. 如图所示,
和
是两根电阻不计的光滑平行金属导轨,间距为
, 导轨水平部分处在磁感应强度大小为
的匀强磁场中,磁场方向与水平导轨平面夹角为
, 导轨右端接一阻值为
的定值电阻,质量为
、长度为
的金属棒,垂直导轨放置,从导轨左端
高处静止释放,进入磁场后运动一段距离停止(金属棒未到达NQ)。已知金属棒电阻为
, 与导轨间接触良好,且始终与磁场垂直,重力加速度为
,
, 则金属棒进入磁场区域到停止过程中( )
A.
定值电阻
产生的焦耳热为
B.
金属棒在水平导轨上运动时对导轨的压力越来越小
C.
定值电阻两端的最大电压为
D.
金属棒在磁场中运动的距离为
多选题
困难
1. 如图所示,水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R,导体棒ab长为l且与导轨接触良好,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,现使导体棒ab向右匀速运动,下列说法正确的是( )
A.
导体棒ab两端的感应电动势越来越小
B.
导体棒ab中的感应电流方向是a→b
C.
导体棒ab所受合力做功为零
D.
导体棒ab所受安培力方向水平向右
单选题
普通
2. 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
3. 如图所示,水平放置的“
”型光滑金属导轨处在竖直向下的匀强磁场中,左端接有电阻R。一金属杆与导轨垂直放置,且接触良好,在外力F作用下由静止开始做匀加速运动。不计导轨和金属杆的电阻。关于外力F随时间t变化的图像正确的是( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
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,水平面上固定一半径r=1.0m的光滑金属圆环和两条平行光滑金属导轨,一根长为2r、阻值R=1.0Ω的均匀金属棒ac沿半径放置在光滑金属圆环上(b为ac棒中点),一端固定在过圆心的竖直导电转轴上;平行导轨间距l=1.0m,两导轨通过导线及开关S分别与金属圆环及竖直导电转轴连接,导轨左端接有阻值R=1.0Ω的定值电阻,垂直导轨放置着长也为l、质量m=1.0kg、阻值R=1.0Ω的金属棒de,整个装置处于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场中。现固定金属棒de,闭合开关S,使金属棒ac以角速度ω=6.0rad/s顺时针匀速转动。导轨及金属圆环电阻均不计。
(1)
求金属棒ac两端的电势差;
(2)
若金属棒de可自由移动,闭合开关S,求金属棒de匀速运动时的速度大小;
(3)
若金属棒de可自由移动,闭合开关S,当金属棒de匀速运动后断开开关S,求断开开关S后金属棒de继续运动的距离。
解答题
困难