題目列表(包括答案和解析)
如圖13所示,平行的光滑金屬導(dǎo)軌EF和GH相距L,處于同一豎直平面內(nèi),GE間解有阻值為R的電阻,輕質(zhì)金屬桿ab長(zhǎng)為2L,近貼導(dǎo)軌數(shù)值放置,離b端0.5L處固定有質(zhì)量為m的小球,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B并與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)ab桿由靜止開(kāi)始緊貼導(dǎo)軌繞b端向右倒下至水平位置時(shí),球的速度為v,若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),導(dǎo)軌及金屬桿電阻不計(jì),求在此過(guò)程中:
(1)通過(guò)電阻R的電量;
(2)R中通過(guò)的最大電流強(qiáng)度.
如圖13所示,平行的光滑金屬導(dǎo)軌EF和GH相距L,處于同一豎直平面內(nèi),GE間解有阻值為R的電阻,輕質(zhì)金屬桿ab長(zhǎng)為2L,近貼導(dǎo)軌數(shù)值放置,離b端0.5L處固定有質(zhì)量為m的小球,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B并與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)ab桿由靜止開(kāi)始緊貼導(dǎo)軌繞b端向右倒下至水平位置時(shí),球的速度為v,若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),導(dǎo)軌及金屬桿電阻不計(jì),求在此過(guò)程中:
(1)通過(guò)電阻R的電量;
(2)R中通過(guò)的最大電流強(qiáng)度.
如圖13所示,兩根正對(duì)的平行金屬直軌道MN、M′N′位于同一水平面上,兩軌道之間的距離l=0.50m。軌道的MM′端之間接一阻值R=0.40Ω的定值電阻,NN′端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接,兩半圓軌道的半徑均為R0=0.50m。直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.64 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d=0.80m,且其右邊界與NN′重合,F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.20kg、電阻r=0.10Ω的導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界s=2.0m處。在與桿垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)的左邊界時(shí)撤去F,結(jié)果導(dǎo)體桿ab恰好能以最小速度通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)PP′。已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與軌道接觸良好,且始終與軌道垂直,導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10,軌道的電阻可忽略不計(jì),取g=10m/s2,求:
(1)導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),通過(guò)導(dǎo)體桿上的電流大小和方向;
(2)導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)電阻R上的電荷量;
(3)導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。
如圖13所示,在直角三角形ACD所包圍的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng).AC邊豎直.CD邊水平,且邊長(zhǎng)AC=2CD=2d,在該磁場(chǎng)的右側(cè)處有一對(duì)豎直放 置的平行金屬板MN,兩板問(wèn)的距離為L(zhǎng).在板中央各有一個(gè)小孔O1、O2,O1、O??2在同一水平直線上,與平行金屬板相接的是兩條豎直放置的間距也為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌處在水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好,與阻值為R的電阻形成閉合回路(導(dǎo)軌的電阻不計(jì)),整個(gè)裝置處在真空室中。有一束電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子流(重力不計(jì)),以速率v0從CD邊中點(diǎn)豎直向上射人磁場(chǎng)區(qū)域,射出磁場(chǎng)后能沿O1O2方向進(jìn)人兩平行金屬板間并能從O??2孔射出,F(xiàn)由靜止釋放導(dǎo)體棒PQ.其下滑一段距離后開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)。此后粒子恰好不能從O2孔射出,而能返回后從磁場(chǎng)的AD邊射出,假設(shè)返回的粒子與入射粒子不會(huì)相撞。求:
(1)在直角三角形ACD內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。。
(2)導(dǎo)體棒PQ的質(zhì)量M。
(3)帶電粒子從CD邊進(jìn)入磁場(chǎng)到從AD邊射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間
如圖13所示,兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd,表面光滑,處在豎直向上 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面,以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),欲使棒PQ停下來(lái),下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),棒PQ有電阻) ( )
A.在棒PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒
B.在棒PQ棒右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比
棒PQ大的金屬棒
C.將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來(lái)
D.將導(dǎo)軌的a、c兩端和b、d兩端分別用導(dǎo)線連接起來(lái)
1. C 2. B 3. C 4. ABC 5. AC
6. AD 7. C 8. AB 9. D 10. A
11. 0.63
12. 鎮(zhèn)流器的自感現(xiàn)象 斷開(kāi)瞬間 只有在電路剛斷開(kāi)時(shí)才能產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)使人產(chǎn)生觸電的感覺(jué)
13. Br2ω/2 ,0
14. 解:(1)由題意知,帶電粒子從C孔進(jìn)入,與筒壁碰撞兩次再?gòu)模每咨涑鼋?jīng)歷的時(shí)間為最短,由,粒子由C孔進(jìn)入磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度,由,即,得
(2)粒子從的加速度為,,粒子從的時(shí)間為;粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,將(1)求得的B值代入,得,求得
15. 解:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值:
(2)由歐姆定律得電流的最大值:=0.16A
電流的有效值=0.11A
(3)用電器上消耗的電功率:
16. 解:(1)ab脫離EF前,電路中的磁通量的變化為
平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,
有
(2)ab脫離EF時(shí),回路中通過(guò)電流最大,即,
ab脫離EF后,電路中不在有電流,并且ab倒下過(guò)程中只有小球的重力做功,機(jī)械能守恒,即
ab上各處切割磁感線的速度是不同的,其等效切割速度應(yīng)等于ab中點(diǎn)的速度
聯(lián)立解得
17.解:(1)經(jīng)過(guò)時(shí)間后,MN運(yùn)動(dòng)的距離為,由圖可知直導(dǎo)線MN在閉合回路中的有效長(zhǎng)度為,
此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值:(V)
(2)此時(shí)閉合回路中的總長(zhǎng)度為:
閉合回路中的總電阻:
根據(jù)全電路的歐姆定律,電流大小:(A),由右手定律可得電流方向在閉合回路中是逆時(shí)針?lè)较?/p>
(3)此時(shí)MN中不在閉合回路中的導(dǎo)線MP的長(zhǎng)度為
產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(V)
在閉合回路中的導(dǎo)線PN兩端電壓(V)
所以MN兩端的電壓
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