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题目
题型:福建省模拟题难度:来源:
如图所示,竖直平面内有一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在竖直向下的重力场和水平方向的匀强磁场组成的复合场中以速度v0水平抛出,磁场的方向与线框平面垂直,磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B0+kz的规律均匀增大,已知重力加速度为g,求:
(1)线框竖直方向速度为v1时,线框中瞬时电流的大小I
(2)线框在复合场中运动时重力的最大电功率Pm
(3)若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到v2所经历的时间为t,那么,线框在时间t内的竖直方向位移大小z。
答案
解:(1)左右两边产生的感应电动势抵消,设线框上下边处的磁感应强度分别为B1B2,有



(2)当安培力大小等于重力时竖直速度最大,重力的功率也最大
    
  
所以

(3)线框受重力和安培力作用,其中重力为恒力,安培力为变力。设某时刻线框竖直方向的速度为vz则安培力
设在微小△t内,变力可以看做匀加速运动,由牛顿第二定律线框加速度为  
        
      
所以  

解得      
核心考点
试题【如图所示,竖直平面内有一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在竖直向下的重力场和水平方向的匀强磁场组成的复合场中以速度v0水平抛出,磁场的方向与线框平面垂直】;主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]
举一反三
两根平行金属导轨固定倾斜放置,与水平面夹角为37°,相距d=0.5m,a、b间接一个电阻RR=1.5Ω。在导轨上c、d两点处放一根质量m=0.05kg的金属棒,bc长L=1m,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5金属棒与导轨接触点间电阻r=0.5Ω, 金属棒被两个垂直于导轨的木桩顶住而不会下滑,如图1所示。在金属导轨区域加一个垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁场随时间的变化关系如图2所示。重力加速度g=10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)t=0时刻,金属棒所受的安培力大小。
(2)在磁场变化的全过程中,若金属棒始终没有离开木桩而上升,图2中t0的最大值t0max是多大。
(3)通过计算在图3中画出0~t0max内金属棒受到的静摩擦力随时间的变化图像。
        
题型:江苏模拟题难度:| 查看答案
如图所示,足够长的光滑斜面中间虚线区域内有一垂直于斜面向上的匀强磁场,一正方形线框从斜面底端以一定初速度上滑,线框越过虚线进入磁场,最后又回到斜面底端,则下列说法中正确的是
[     ]
A.上滑过程线框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热
B.上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热
C.上滑过程线框克服重力做功的平均功率等于下滑过程中重力的平均功率
D.上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平均功率
题型:江苏模拟题难度:| 查看答案
两根金属棒和三根电阻丝的连接方式如图所示,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场。三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1:2:3,金属棒的电阻不计,当S1、S2闭合且S3断开时,闭合回路中的感应电流为I;当S2、S3闭合且S1断开时,闭合回路中的感应电流为5I;当S1、S3闭合且S2断开时,闭合回路中的感应电流是
[     ]
A. 0
B. 3I
C. 6I
D. 7I
题型:江苏期中题难度:| 查看答案
如图(a)所示,一个足够长的“门”形金属导轨NMPQ固定在水平面内,MNPQ两导轨间的宽度为L=0.50m.一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab横跨在导轨上且接触良好,abMP恰好围成一个正方形.该导轨平面处在磁感强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为fm=1.0N,ab棒的电阻为R=0.10Ω,其他各部分电阻均不计.开始时,磁感强度B0=0.50T.  
(1)若从某时刻(t=0)开始,调节磁感强度的大小使其以的变化率均匀增加.问经过多少时间ab棒开始滑动?  
(2)若保持磁感强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力F,使它以a=4.0m/s2的加速度匀加速运动.请推导出拉力F的大小随时间t变化的函数表达式,并在图(b)中作出拉力F随时间t变化的F-t图线.
题型:河北省模拟题难度:| 查看答案
如图1所示,一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L,距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧,圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上。以弧形导轨的末端点O为坐标原点,水平向右为x轴正方向,建立Ox坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场;左段区域存在空间上均匀分布,但随时间t均匀变化的磁场B(t),如图2所示;右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化,只沿x方向均匀变化的磁场B(x),如图3所示;磁场B(t)和B(x)的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化,金属棒与导轨始终接触良好,经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中,回路中产生的感应电动势E;
(2)如果根据已知条件,金属棒能离开右段磁场B(x)区域,离开时的速度为v,求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q;
(3)如果根据已知条件,金属棒滑行到x=x1位置时停下来,
a. 求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q;
b. 通过计算,确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。
题型:北京市模拟题难度:| 查看答案
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