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题目
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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角放置,一个磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,长L=0.40m、电阻r=0.10Ω的金属棒ab与MP等宽紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,g=10m/s2
答案
核心考点
试题【如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角放置,一个磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端M与P间连接阻值为R=0】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
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时间t(s)00.100.200.300.400.500.600.70
下滑距离x(m)00.020.080.170.270.370.470.57
(1)根据法拉第电磁感应定律得:感应电动势的平均值
.
E
=
△Φ
△t
=
BL•x
△t

感应电流的平均值
.
I
=
.
E
r+R

电荷量 q=
.
I
•△t
=
BLx
R+r

由表中数据可知 x=0.27m
∴q=
BLx
R+r
=
1×0.4×0.27
0.3+0.1
C=0.27C;
(2)由表中数据可知,0.3s后棒作匀速运动的速度为:v=
△x
△t
=
0.1
0.1
=1m/s
由mgsinθ-F=0;
安培力表达式:F=BIL;
由闭合电路欧姆定律得:I=
E
R+r

感应电动势为:E=BLv;
联立得,m=
B2L2v
(R+r)gsinθ
=
12×0.42×1
0.4×10×sin30°
=0.08kg;
(3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热.则:
mgsin30°•x7-Q=
1
2
mv2
-0
得:Q=mgsin30°•x7-
1
2
mv2
=0.08×10×0.57×0.5-
1
2
×0.08×12
=0.416J
答:
(1)在0.4s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量为0.27C.
(2)金属棒的质量为0.08C.
(3)在0.7s时间内,整个回路产生的热量为0.416J.
如图甲所示,一对足够长的平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,左端之间用R=3Ω的电阻连接,轨道的电阻忽略不计.一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静置于两轨道上,并与两轨道垂直.整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移x间的关系如图乙所示.当拉力达到最大时,导体杆恰好开始做匀速运动.当位移x=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离△x后停下,已知在滑行△x的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J.求:
(1)拉力F作用过程中,通过电阻R上的电量q;
(2)导体杆运动过程中的最大速度vm
(3)拉力F作用过程中,回路中产生的焦耳热Q.
金属杆ABC处于磁感强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里(如图所示).已知AB=BC=20cm,当金属杆在图中标明的速度方向运动时,测得A、C两点间的电势差是3.0V,则可知移动速度v=______.
如图所示,粗细均匀的、电阻为r的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为l;长为l、电阻为
r
2
的金属棒ab放在圆环上,以v0向左运动,当ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为______.
如图所示,U形导体框架宽L=1m,与水平面成α=30°角倾斜放置在匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,垂直框面向上.在框架上垂直框边放有一根质量m=0.2kg、有效电阻R=0.1Ω的导体棒ab,从静止起沿框架无摩擦下滑,设框架电阻不计,框边有足够长,取g=10m/s2,求:ab棒下滑的最大速度vm
如图甲所示,光滑平行导轨MN、PQ固定于同一水平面内,导轨相距L=0.2m,导轨左端接有规格为“0.6V,0.6W”的小灯泡,磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直于导轨平面,导体棒ab与导轨垂直并接触良好,在水平拉力作用下沿导轨向右运动,此过程中小灯泡始终正常发光,已知导轨MN、PQ与导体棒的材料相同,每米长度的电阻r=0.5Ω,其余导线电阻不计,导体棒的质量m=0.1kg,导体棒到左端MP的距离为x.

(1)求出导体棒ab的速度v与x的关系式;
(2)在图乙所给坐标中准确画出aMPba回路的电功率P与x的关系图象(不必写出分析过程,只根据所画图象给分);
(3)求出导体棒从x1=0.1m处运动到x2=0.3m处的过程中水平拉力所做的功.