(20分)如圖所示,相互平行的足夠長的光滑絕緣軌道MN和PQ水平固定,有一質量為m、電阻為R的水平導體框abcd(其長度ab=cd=L1寬度ad=bc=L2)可沿軌道滑動,滑動時ab、cd邊始終保持與軌道垂直。軌道所在空間存在豎直方向的磁場,其磁感應強度B的大小沿x坐標正向(水平向右)按B=kx(k為已知的常數)隨坐標x成正比增強,F對導體框施加一大小恒為F的外力,使它由靜止開始從坐標原點O開始向右運動,問:![]()
⑴若從上往下看,框中的感應電流方向為順時針方向,那么磁場方向如何?導體框的運動情況如何?試定性作出描述。
⑵當導體框向右運動的速度為v時,框中的電流為多大?
⑶導體框向右運動能提供的最大電功率為多大?
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18)如圖所示,光滑的定滑輪上繞有輕質柔軟細線,線的一端系一質量為3m的重物,另一端系一質量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF,在QF之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計,磁感應強度為B0的勻強磁場與導軌平面垂直,開始時金屬桿置于導軌下端QF處,將重物由靜止釋放,當重物下降h時恰好達到穩定速度而勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好,(忽略所有摩擦,重力加速度為g),求:![]()
(1)電阻R中的感應電流方向;
(2)重物勻速下降的速度v;
(3)重物從釋放到下降h的過程中,電阻R中產生的焦耳熱QR;
(4)若將重物下降h時的時刻記作t=0,速度記為v0,從此時刻
起,磁感應強度逐漸減小,若此后金屬桿中恰好不產生感應電流,則磁感應強度B怎樣隨時間t變化(寫出B與t的關系式)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)在工業中有一種感應控制裝置,利用它進行如圖情景演示。兩根間距為L=5m的光滑平行金屬導軌,電阻不計,左端向上彎曲,其余水平,水平導軌處在磁感應強度為B=0.4T的豎直向上的勻強磁場中,彎曲部分都不在磁場中。有兩根金屬棒垂直導軌放置,其中a棒質量為M=2kg,電阻為R=2Ω;b棒被感應控制裝置固定在水平導軌上,距離水平導軌左端s=2m,b棒質量為m=1kg,電阻也為R=2Ω。現在a棒從左端彎曲導軌高H處靜止釋放,當a棒即將與b棒相碰時(已知此時a棒的速度v=2m/s),感應控制裝置立即放開b棒,讓它可以在導軌上自由運動,,然后a與b發生彈性正碰。感應控制裝置始終對a棒的運動沒有任何影響,導軌足夠長。則求![]()
(1)最終穩定后a棒的速度大。
(2)a與b碰撞后的瞬間,b棒的速度大;
(3)a棒的釋放高度H。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個磁感應強度大小為B的勻強磁場,區域I的磁場方向垂直斜面向上,區域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下,磁場的寬度均為L,一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框,由靜止開始沿斜面下滑,當ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區時,恰好以速度 v1做勻速直線運動;當ab邊下滑到JP與MN的中間位置時,線框又恰好以速度v2做勻速直線運動,從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中,線框的動能變化量大小為△Ek,重力對線框做功的絕對值為W1,安培力對線框做功的絕對值為W2,下列說法中正確的有( )![]()
| A.v2=4v1 |
| B.v2=v1 |
| C.從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中,機械能減小了W2 |
| D.從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中,線框動能的變化量大小為△Ek= W2-W1。 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)如圖所示,在一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1m的平行金屬導軌MN與PQ,導軌的電阻忽略不計.在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3Ω的電阻,導軌上跨放著一根長為L=0.2m,每米長電阻r=2.0Ω/m的金屬棒ab,金屬棒與導軌正交,交點為c、d.當金屬棒以速度v=4.0m/s向左做勻速運動時,試求:![]()
(1)電阻R中的電流強度大小和方向;
(2)使金屬棒做勻速運動的外力;
(3)金屬棒ab兩端點間的電勢差.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距離L=0.5m,其電阻不計,兩導軌及其構成的平面與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置,且都與導軌始終有良好接觸。已知兩金屬棒質量均為m=0.02kg,電阻相等且不可忽略。整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度B=0.2T,金屬棒ab在平行于導軌向上的力F作用下,沿導軌向上勻速運動,而金屬棒cd恰好能夠保持靜止。取g=10m/s
,求:![]()
(1)通過金屬棒cd的電流大小、方向;
(2)金屬棒ab受到的力F大。
(3)若金屬棒cd的發熱功率為0.1W,金屬棒ab的速度。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如右圖所示,兩足夠長的平行金屬導軌水平放置,間距為L,左端接有一阻值為R的電阻;所在空間分布有豎直向上,磁感應強度為B的勻強磁場.有兩根導體棒c、d質量均為m,電阻均為R,相隔一定的距離垂直放置在導軌上與導軌緊密接觸,它們與導軌間的動摩擦因數均為μ.現對c施加一水平向右的外力,使其從靜止開始沿導軌以加速度a做勻加速直線運動.(已知導體棒c始終與導軌垂直、緊密接觸,導體棒與導軌的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,導軌的電阻忽略不計,重力加速度為g)
(1)經多長時間,導體棒d開始滑動;
(2)若在上述時間內,導體棒d上產生的熱量為Q,則此時間內水平外力做的功為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
根據麥克斯韋電磁場理論,下列說法中正確的是
| A.變化的電場一定產生變化的磁場 |
| B.均勻變化的電場一定產生均勻變化的磁場 |
| C.穩定的電場一定產生穩定的磁場 |
| D.周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場 |
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