1、计算题 如图所示,在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,水平放置两根光滑的平行金属导轨,导轨间距为0.6m,导轨间接有电阻R=2.5Ω,有一导体棒AB在导轨上以10m/s的速度向右匀速滑动,
(1)导体棒AB两端电压.
(2)导体棒AB受到的安培力大小.
(3)电阻R消耗的电功率 .
参考答案:(1)1.0V?(2)0.048N?(3)0.4W
本题解析:AB切割磁感线相当于电源,其等效电路的电动势
(1)流过AB的电流
?
AB两端的电压
?
(2)导体AB受到的安培力
?
(3)电阻R1消耗的功率
?
点评:中等难度。本题可以把切割磁感线的导体看成一节电池,用闭合电路欧姆定律来解决问题。
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,MN为金属杆,在竖直平面内贴着光滑金属导轨由静止下滑,导轨的间距l=10cm,足够长的导轨上端接有电阻R=0.4Ω,金属杆电阻r=0.1Ω,导轨电阻不计,整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中.若杆稳定下落时,每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能,求稳定下落时MN杆的下落速度v=?
参考答案:2m/s
本题解析:由杆稳定下落时,每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能
则? mgv=0.02W?
又稳定时? mg=BIl?
这时电流?
?
这时电动势? E=Blv?
解得? v=2m/s?
点评:导体切割磁感线产生感应电动势时,切割磁感线的导体可等效于电源;导轨及电路电阻等效于外部电路,所以求得电动势后,电磁感应问题就转化为电路问题,应用闭合电路欧姆定律即可求解.当MN匀速运动时,从能的转化与守恒角度看,重力做功消耗的机械能全部转化为回路中的电能,因而回路中的电功率应等于重力的机械功率。
本题难度:简单
3、简答题 两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻很小,可不计.导轨间的距离l=0.20m.两根质量均为m=0.10kg的平行杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的为电阻R=0.50Ω,在t=0时刻,两杆都处于静止状态.现有一与导轨平行,大小为0.20N的作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动.经过t=0.5s,金属杆甲的加速度a=1.37m/s2,问此时两金属杆的速度各为多少?

参考答案:设任一时刻t两金属杆甲、乙之间的距离为x,速度分别为v1和v2,
经过很短的时间△t,杆甲移动距离v1△t,杆乙移动距离v2△t,
回路面积改变
△S=((x-v2△t)+v1△t)×l-lx=(v1-v2)l△t
由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势E=B△S△t
回路中的电流i=E2R
杆甲的运动方程F-Bli=ma由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等,方向相反,
所以两杆的动量(t=0时为0)等于外力F的冲量F1=mv1+mv2
联立以上各式解得v1=12(F1m+2RB2F(F-ma))
v2=12(F1m-2RB2I2(F-ma))
代入数据得v1=8.15m/s
v2=1.85m/s
答:两金属杆的速度各为v1=8.15m/s;v2=1.85m/s.
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,有两根和水平面成α角的光滑平行的金属轨道,上端有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋于一个最大速度vm,则( )

A.如果B增大,vm将变大
B.如果α增大,vm将变大
C.如果R增大,vm将变大
D.如果m变小,vm将变大