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题目
题型:虹口区二模难度:来源:
如图所示,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架,框架宽L,足够长且电阻不计,右端接有电阻R.磁场的磁感强度为B.一根质量为m,电阻不计的金属棒以v0的初速沿框架向左运动.棒与框架间的动摩擦因数为μ.测得棒在整个运动过程中,通过电阻的电量为q,则棒能运动的距离为______,电阻R上消耗的电能为______.魔方格
答案
(1)设滑行的距离为L.
由法拉第电磁感应定律有  E=
△Φ
△t
=
B△S
△t
=BL×
l
△t
  ①
而由电流定义有I=
q
△t
  ②
由闭合电路的欧姆定律得 I=
E
R
 ③
由①②③解得l=
qR
BL

(2)由功能原理得,-Wf+(-Q)=0-
1
2
m
v20

而Wf=μmgl=μmgq•
qR
BL

∴Q=
1
2
m
v20
-
μmgqR
BL

故答案为:,
qR
BL
1
2
m
v20
-
μmgqR
BL
核心考点
试题【如图所示,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架,框架宽L,足够长且电阻不计,右端接有电阻R.磁场的磁感强度为B.一根质量为m,电阻不计的金属棒以v0的初速沿框】;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
如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置-矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m、电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的小滑轮与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右上方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初-段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是(   )
A.线框进入磁场前运动的加速度为(Mg-mgsinθ)/m
B.线框进入磁场时匀速运动的速度为[(Mg-mgsinθ)R]/(B2l12)
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如图(甲)所示,光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻,一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒垂直搁在导轨上a、b两点间,在a点右侧导轨间加一有界匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面,宽度为d0,磁感应强度为B,设磁场左边界到ab距离为d.现用一个水平向右的力F拉导体棒,使它从a、b处静止开始运动,棒离开磁场前已做匀速直线运动,与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,水平力F-x的变化情况如图(乙)所示,F0已知.求:
(1)棒ab离开磁场右边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能E;
(3)d满足什么条件时,棒ab进入磁场后一直做匀速运动;
(4)若改变d的数值,定性画出棒ab从静止运动到d+d0的过程中v2-x的可能图线(棒离开磁场前已做匀速直线运动).

魔方格
如图,两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距l=0.2m,在导轨的
一端接有阻值R=3Ω的电阻,在x≥0处有一垂直水平面向下的匀强磁场,磁感强度B=0.5T.一质
量m=0.1kg,电阻r=2Ω的金属棒垂直搁在导轨上,并以v0=20m/s的初速度进入磁场,在水平拉
力F的作用下作持续的匀变速直线运动,加速度大小a=2m/s2、方向与初速度方向相反.棒与导轨
接触良好,其余电阻均不计.求:
(1)第一次电流为零时金属棒所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时拉力F的大小及其功率;
(3)金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中,电阻R上产生的热量为1.6J,求该过程中拉力F所做的功.魔方格
如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形铜制线圈abcd边长为L(L<d),质量为m,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚离开磁场时速度与cd边刚进入磁场时速度相等,则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止),感应电流所做的功为______,线圈的最小速度为______.魔方格
如图(1)所示,
两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为0.8m,导轨平面与水平面夹角为α,导轨电阻不计.有一个匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为0.1kg、与导轨接触端间电阻为1Ω.两金属导轨的上端连接右端电路,电路中R2为一电阻箱.已知灯泡的电阻RL=4Ω,定值电阻R1=2Ω,调节电阻箱使R2=12Ω,重力加速度g=10m/s2.将电键S打开,金属棒由静止释放,1s后闭合电键,如图(2)所示为金属棒的速度随时间变化的图象.求:
(1)斜面倾角α及磁感应强度B的大小;
(2)若金属棒下滑距离为60m时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑100m的过程中,整个电路产生的电热;
(3)改变电阻箱R2的值,当R2为何值时,金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大;消耗的最大功率为多少?

魔方格