题目
题型:上海模拟难度:来源:
(1)当a棒在磁场Ⅰ中运动时,若要使b棒在导轨上保持静止,则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0,求h0的大小;
(2)若将a棒从弯曲导轨上高度为h(h<h0)处由静止释放,a棒恰好能运动到磁场Ⅱ的左边界处停止,求a棒克服安培力所做的功;
(3)若将a棒仍从弯曲导轨上高度为h(h<h0)处由静止释放,为使a棒通过磁场Ⅰ时恰好无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间而变化,将a棒刚进入磁场Ⅰ的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0,试求出在a棒通过磁场Ⅰ的这段时间里,磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化的关系式.
答案
1 |
2 |
对回路:ε=BLv0,I=
ε |
2R |
对b棒:BIL=μmg
联立解得:h0=
2μ2m2gR2 |
B4L4 |
(2)由全过程能量守恒与转化规律:mgh=μmg2d+W克A
解得:W克A=mgh-μmg2d
(3)a棒通过磁场Ⅰ时恰好无感应电流,说明感应电动势为零,根据法拉第电磁感应定律ε=
△Φ |
△t |
对a棒:由机械能守恒:mgh=
1 |
2 |
a棒进入磁场Ⅰ后,由牛顿第二定律得:a=μg
经过时间t,a棒进入磁场Ⅰ的距离为x=vt-
1 |
2 |
磁通量Φ=B0(d-x)L-B
d |
2 |
又最初磁通量为Φ0=B0dL-B0
d |
2 |
1 |
2 |
联立解得:B=B0-
2B0 |
d |
2ght |
1 |
2 |
答:(1)h0的大小为
2μ2m2gR2 |
B4L4 |
(2)a棒克服安培力所做的功为mgh-μmg2d.
(3)磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化的关系式B=B0-
2B0 |
d |
2ght |
1 |
2 |
核心考点
试题【如图所示,两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端弯曲部分光滑,水平部分导轨与导体棒间的滑动摩擦因数为μ,水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场】;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
(1)指出在运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒受到的安培力方向;
(2)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;
(3)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(4)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象.
(1)列车在运动过程中金属框产生的最大电流;
(2)列车能达到的最大速度;
(3)简述要使列车停下可采取哪些可行措施?
(1)ab杆的加速度a;
(2)当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小.
(1)求t=0时刻线圈的电功率;
(2)线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热和穿过磁场过程中外力F所做的功分别为多少?
(3)若线圈的面积为S,请运用牛顿第二运动定律和电磁学规律证明:在线圈进人磁场过程中v0-v1=
B2LS |
mR |
为理想电流表,导轨与杆接触良好,各自的电阻忽略不计,整个装置处于磁感应强度大小为0.5T,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中.现用水平外力F拉ab向右运动,使电流表示数恒为0.5A.
(1)求t=2s时电容器的带电量
(2)说明金属杆做什么运动
(3)求t=2s时外力做功的功率.
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