1、计算题 如图1所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m。导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B。金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g。现在闭合开关S,将金属棒由静止释放。
(1)判断金属棒ab中电流的方向;
(2)若电阻箱R2接入电路的阻值为0,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q;
(3)当B=0.40T,L=0.50m,37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系,如图2所示。取g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°= 0.80。求阻值R1和金属棒的质量m。
2、选择题
如图所示,倾斜的平行导轨处在匀强磁场中,导轨上、下两边的电阻分别为R1=3Ω和R2=6Ω,金属棒ab的电阻R3=4Ω,其余电阻不计.则金属棒ab沿着粗糙的导轨加速下滑的过程中( )
A.安培力对金属棒做功等于金属棒机械能的减少量
B.重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量
C.R1和R2发热功率之比P1:P2=1:2
D.R1、R2和R3产生的焦耳热之比Q1:Q2:Q3=2:1:6
3、计算题 如图所示,有一宽L=0.4m的矩形金属框架水平放置,框架两端各接一个阻值R0=2Ω的电阻,框架的其他部分电阻不计,框架足够长.垂直于金属框平面有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T金属杆ab质量m= 0.1kg,电阻r=1 ,杆与框架接触良好,且与框架间的摩擦力不计,当杆受一 水平恒定拉力F作用,由静止开始运动,经一段时间后电流表的示数稳定在0.6A已知在金属杆加速过程中每个电阻R。产生的热量Q=0.2L.求:
(1)电路中产生的最大感应电动势;
(2)水平恒定拉力F的大小;
(3)在加速过程中金属杆的位移。
4、选择题 如图是磁流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对着平行放置,且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场.当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是( )
A.N板的电势高于M板的电势
B.M板的电势高于N板的电势
C.R中有由b向a方向的电流
D.R中有由a向b方向的电流