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题目
题型:上海模拟题难度:来源:
如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一竖直面上,两导轨间距d=1m,电灯L的电阻R=4 Ω,导轨上放一质量m=1kg、电阻r=1 Ω的金属杆,长度与金属导轨等宽,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里。现用一拉力F沿竖直方向拉杆,使金属杆由静止开始向上运动,经3s上升了4m后开始做匀速运动。图乙所示为流过电灯L的电流平方随时间变化的I2-t图像,则3s末金属杆的动能为         J,4s内拉力F做的功为        J。   
答案
4.5;75.94
核心考点
试题【如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一竖直面上,两导轨间距d=1m,电灯L的电阻R=4 Ω,导轨上放一质量m=1kg、电阻r=1 Ω的金属杆】;主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]
举一反三
如甲图所示,一根水平金属丝置于匀强磁场B中,与竖直放置的导轨有良好的接触,不计金属丝与导轨间的摩擦。可变电源可以提供任一方向的电流。金属丝由质量不计的棉线与弹簧秤连接,可以沿竖直方向上下滑动。弹簧秤在没有任何负载时,读数恰好为零。现测得多组实验数据,并作出如图乙所示的图像。
(1)在甲图中,当弹簧秤的读数为零时,流过水平金属丝的电流为________A,方向为             (填顺时针或逆时针);
(2)在乙图中,作出磁场的磁感应强度变为原来的1/2倍时的图线。
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如图所示,OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨,处在沿竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度为B,长度相等的导轨OP1段与OP2段相互垂直,交于O点。导轨的P1Q1与P2Q2段相互平行,相距为2b。一根质量为m的金属细杆,在t=0s时从O点出发,在外力作用下以恒定的速度v沿导轨向右滑动。在滑动的过程中,杆始终保持与导轨的平行段相垂直,速度方向与导轨的平行段相平行,杆与导轨有良好的接触。假定导轨与金属杆都有电阻,且每单位长度的电阻都是r。不计金属细杆与轨道之间的摩擦。
(1)金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时,通过金属杆中的电流多大?
(2)当t=时,金属杆受到的安培力多大?
(3)从开始运动到t=过程中,外力一共做了多少的功?
(4)若控制外力,使金属杆从静止开始作匀加速直线运动,加速度始终为a,试写出外力随时间变化的规律。
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如图所示,用均匀金属丝折成边长为0.1m的正方形框架abcd能以ab边为轴无摩擦地转动,框架每边质量都是2.5g,电阻都是0.2Ω,aa"与bb"是在同一水平面上的两条平行光滑的金属导轨,并分别与金属框架连接于可以转动的a和b处,导轨的电阻不计。阻值为0.2Ω的金属棒mn垂直放在导轨上,整个装置处于B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中,若导体mn作匀速运动后能使框架abcd平衡在与竖直方向成α=45°角的位置上,此时cd中的电流大小为       A,导体mn的速度v=        m/s。
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如图所示,光滑水平面上有正方形金属线框abcd,边长为L、电阻为R、质量为m。虚线PP"和QQ"之间有一竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,宽度为H,且HL。线框在恒力F0作用下由静止开始向磁场区域运动,cd边运动S后进入磁场,ab边进入磁场前某时刻,线框已经达到平衡状态。当cd边到达QQ"时,撤去恒力F0,重新施加外力F,使得线框做加速度大小为F0/m的匀减速运动,最终离开磁场。
(1)cd边刚进入磁场时cd两端的电势差;
(2)cd边从进入磁场到QQ"这个过程中安培力做的总功;
(3)写出线框离开磁场的过程中,F随时间t变化的关系式。
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如图所示,间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道,固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。竖直轨道上部套有一金属条bcbc的电阻为R,质量为2m,可以在轨道上无摩擦滑动,开始时被卡环卡在竖直轨道上处于静止状态。在bc的正上方高H处,自由落下一质量为m的绝缘物体,物体落到金属条上与金属条发生碰撞,在碰撞之前的瞬间卡环立即释放,碰撞后两者一起继续下落;当金属条下落h时,恰好开始做匀速运动。设金属条与导轨的摩擦和接触电阻均忽略不计,竖直轨道足够长,重力加速度为g,求:
(1)金属条开始下落时的加速度;
(2)金属条开始下落到恰好开始做匀速运动的过程中感应电流产生的热量。
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