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如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在MNPQ矩形区...

如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场,磁感应强度Bt随时间t变化的规律如图乙所示,其中Bt的最大值为2B。现将一根质量为M、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上并把它按住,使其静止。在t=0时刻 ,让另一根长也为L的金属细棒ab从CD上方的导轨上由静止开始下滑,同时释放cd棒。已知CF长度为2L,两根细棒均与导轨良好接触,在ab从图中位置运动到EF处的过程中,cd棒始终静止不动,重力加速度为g;t0是未知量。求:

1通过cd棒的电流大小,并确定MNPQ区域内磁场的方向;

2当ab棒进入CDEF区域后,求cd棒消耗的电功率;

3ab棒刚下滑时离CD的距离。

 

(1)垂直于斜面向上(2)(3)L 【解析】 试题分析:(1)如图所示,由物体的平衡条件 cd棒: 得 由于cd棒始终静止不动,说明回路中电流始终保持不变,而只有回路中电动势保持不变,才能保证电流不变,因此可以知道:在时刻ab刚好到达CDEF区域的边界CD。 在0~ 内,由楞次定律可知,回路中电流沿abdca方向,再由左手定则可知, MNPQ区域内的磁场方向垂直于斜面向上 (2)ab、cd和导轨构成的回路中,ab相当于电源, cd相当于外电阻, (3)ab进入CDEF区域前只受重力和支持力作用做匀加速运动,进入CDEF区域后将做匀速运动 设ab刚好到达CDEF区域的边界CD处的速度大小为v,刚下滑时离CD的距离为s 在0~ 内:由法拉第电磁感应定律有E1=ΔΦ/Δt=(2B-B)(2L×L)/ t0=2BL2/ t0 在后: ,得 考点:考查了导体切割磁感线运动 【名师点睛】导体棒在磁场中切割磁感线产生电动势,电路中出现电流,从而有安培力.由于安培力是与速度有关系的力,因此会导致加速度在改变.所以当安培力不变时,则一定处于平衡状态  
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C.增大B的拉力,减小β角         

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