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如图(甲),MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、...

如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,电阻箱的阻值范围为0~4Ω,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g=l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。

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1当R = 0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;

2求金属杆的质量m和阻值r;

3求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm

 

(1)2V ;电流方向从b→a(2)0.2kg;2Ω (3)4W. 【解析】 试题分析:(1)由图可知,当R=0时,杆最终以v=2m/s匀速运动,产生电动势 E=BLv=0.5×2×2V=2V 由右手定则判断可知杆中电流方向从b→a (2)设杆运动的最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv 由闭合电路的欧姆定律得:杆达到最大速度时满足 mgsinθ-BIL=0 联立解得:由图象可知:斜率为,纵截距为v0=2m/s, 得到: ; 解得:m=0.2kg,r=2Ω (3)金属杆匀速下滑时电流恒定,则有 mgsinθ-BIL=0 得 电阻箱消耗电功率的最大值Pm=I2Rm=4W 考点:法拉第电磁感应定律的综合应用. 【名师点睛】本题综合考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等,综合性强,对学生能力的要求较高,其中安培力的分析和计算是关键.  
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考点分析:
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如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4点处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小忽略粒子重力

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如图所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20 g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30 g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0. 2 T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?

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如图所示,质量是m的小球带有正电荷,电荷量为q,小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上.杆与水平方向成θ角,与球的动摩擦因数为μ,此装置放在沿水平方向、磁感应强度为B的匀强磁场中.若从高处将小球无初速释放,已知重力加速度为g,小球下滑过程中加速度的最大值为______________和运动速度的最大值为______________.

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如图所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,ab是圆的一条直径.一带电粒子从a点射入磁场,速度大小为2v,方向与ab成30°时恰好从b点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t;若仅将速度大小改为v,则粒子在磁场中运动的时间为不计带电粒子所受重力

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在倾角为θ 的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m 的金属棒a、b,先将a 棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接,连接a 棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b 也垂直导轨放置,a、c 此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上.a 棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计.则 

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A.物块c 的质量是2msinθ

B.b 棒放上导轨前,物块c 减少的重力势能等于a、c 增加的动能

C.b 棒放上导轨后,物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能

D.b 棒放上导轨后,a 棒中电流大小是满分5 manfen5.com

 

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