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1、简答题 如图1所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆ab放置在轨道上,其阻值忽略不计.空间存在方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T.P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R.现从静止开始释放金属杆ab,改变变阻箱的阻值R,测得杆的最大速度为vm,得到
与的关系如图2所示.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2.求:
(1)金属杆开始滑动时加速度值;
(2)金属杆质量m和定值电阻R1阻值;
(3)当变阻箱R取4Ω,金属杆ab运动的速度为时,定值电阻R1消耗的电功率.
2、选择题 如图所示,正方形金属框四条边电阻相等,匀强磁场垂直线框平面且刚好充满整个线框,现以相同的速率分别沿甲、乙、丙、丁四个方向将线框拉出磁场.欲使a、b两点间的电势差最大,则拉力应沿
[? ]
A.甲方向?
B.乙方向?
C.丙方向?
D.丁方向
3、简答题 在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd,在水平外力的作用下,从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动,穿过磁感应强度为B的匀强磁场,平行磁场区域的宽度大于线框边长,如图甲所示.测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示.已知图象中四段时间分别为△t1、△t2、△t3、△t4.求:
(1)比较△t1、△t3两段时间内水平外力的大小;
(2)若已知△t2:△t3:△t4=2:2:1,则线框边长与磁场宽度比值为多少?
(3)若bc边刚进入磁场时测得线框速度v,bc两点间电压U,求△t2时间内,线框中的平均感应电动势.
4、计算题 在图甲所示区域(图中直角坐标系xOy的I,Ⅲ象限)内有匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小为B,半径为l,圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R。
(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f;
(2)在图乙中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象。(规定与图甲中线框的位置相应的时刻为t=0)
5、简答题 如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=4m,有一阻值r=2Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求
(1)通过小灯泡的电流.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
(3)金属棒PQ在磁场区域运动过程中克服安培力所做的功.