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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间...

如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4 m。导轨所在空间被分成区域,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T。在区域中,将质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.2Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。然后,在区域中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中,abcd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2。问

(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;

(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大;

(3)cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=7.8 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少。

 

(1)由a流向b(2)7.5m/s(3)Q=2.9J 【解析】(1)由右手定则可知ab中电流方向由a流向b; (2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,设其为,对ab据平衡条件有, 设ab刚要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有E=BLv, 设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有, 设ab所受安培力为,有, 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有, 联立并代入数据解得; (3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总,由能量守恒有, 又,解得Q=2.9J.
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考点分析:
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如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨间距d=0.5 m,导轨右端连接一阻值为R=4 Ω的小灯泡L.在矩形区域CDDC内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,CC长为m.在t=0时刻,电阻为r=1 Ω的金属棒ab在水平恒力F作用下,由静止开始沿导轨向右运动,t=4 s时进入磁场,并恰好以v=1 m/s的速度在磁场中匀速运动。求:

(1)0~4 s内小灯泡的功率

(2)金属棒所受到的恒力大小F

(3)金属棒进入磁场后小灯泡的功率

(4)金属棒的质量m

 

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轻质细线吊着一质量为m=0.42kg、边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示.(

1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针;

2)求线圈的电功率;

3)求在t=4s时轻质细线的拉力大小.

 

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利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器示意图,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示。若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.3 m,则传送带运动的速度是___________,该传送带每分钟输送________个工件。

 

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研究电磁感应现象的实验中,首先按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央。在图乙中

(1)S闭合时,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针________;(填左偏、不偏、右偏)

(2)线圈A放在B中不动时,指针将________;(填左偏、不偏、右偏)

(3)线圈A放在B中不动,突然断开开关S,电流表指针将________。(填左偏、不偏、右偏)

 

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如图所示,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,水平放置两条平行长直导轨MN,导轨间距为L。导轨左端接一电阻R,金属杆ab垂直导轨放置,金属杆和导轨的电阻不计,杆与导轨间接触良好且无摩擦。现对金属杆施加一个与其垂直的水平方向恒力F,使金属杆从静止开始运动。在运动过程中,金属杆速度大小v、恒力F的功率PF金属杆与导轨形成的回路中磁通量Φ等各量随时间变化图像正确的是(   )

A.     B.

C.     D.

 

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