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如图所示,两根竖直放置在绝缘面上的金属框架.框架的上端接有电容为C的电容器.框架...

如图所示,两根竖直放置在绝缘面上的金属框架.框架的上端接有电容为C的电容器.框架上有一质量为m、长为l的金属棒,平行于地面放置,与框架接触良好无摩擦,棒离桌面高度为h.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直,开始时电容器不带电.自静止起将棒释放,求棒从释放到落到地面所需要的时间?

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【解析】设金属棒下滑的速度大小为v,则感应电动势为:E=Blv① 平行板电容器两板间的电势差为U=E② 设此时电容器极板上积累的电荷为Q,按定义有: C=③ 联立①②③式得Q=CBlv④ 设在时间间隔(t,t+Δt)内流经金属棒的电荷量为ΔQ,按定义电流为I=⑤ ΔQ也是Δt电容器极板上增加的电荷量, 由④式得ΔQ=CBlΔv⑥ 式中Δv为速度的变化量,按定义有a=⑦ 对金属棒由牛顿第二定律得BIl-mg=ma⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式解得a=⑨ 由⑨式知金属棒向下做匀加速直线运动. 由位移公式得h=at2 联立⑨⑩式得金属棒到地面所用时间为 t=.⑪  
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考点分析:
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如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ(0<θ<90°),其中MNPQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,ab棒的速度大小为v,则ab棒在这一过程中(  )

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A.运动的平均速度大小为满分5 manfen5.comv

B.下滑的位移大小为满分5 manfen5.com

C.产生的焦耳热为qBLv

D.受到的最大安培力大小为满分5 manfen5.comsin θ

 

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如图所示,在矩形有界匀强磁场区域ABCD内有一质量可以忽略不计、电阻为R的闭合导线框abcd.线框在外力F的作用下,从图示位置匀速向右离开磁场.若第一次用0.3 s时间拉出,电路中的电流为I1cd边受的安培力为F1,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用0.9 s时间拉出,电路中的电流为I2cd边受的安培力为F2,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则              (  )

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AI1I23BF1F211

CW1W23Dq1q213

 

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矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图甲所示.磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示.t0时刻,磁感应强度的方向垂直线框平面向里,在04 s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定向左为安培力的正方向)可能是下图中的              (  )

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如图所示,水平虚线MN的上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,矩形导线框abcdMN下方某处以v0的速度竖直上抛,向上运动高度H后垂直进入匀强磁场,此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行.不计空气阻力,在导线框从抛出到速度减为零的过程中,以下四个图象中可能正确反映导线框的速度与时间关系的是(  )

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边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中.现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图所示,则下列图象与这一过程相符合的是(  )

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