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题文

如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q. 重力加速度为g,试求:

(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q.
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.
(4)依据第(3)问的结果,请定性画出金属杆AB在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度-时间图像(v-t图).

科目 物理   题型 计算题   难度 较易
知识点: 法拉第电磁感应定律
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铜盘的半径为r,竖直悬挂,可绕O点无摩擦地滑动,匀强磁场B垂直于圆盘, 盘边缘绕着细长线,线一端挂着质量为m的物体,电阻R与电源ε按右图示方法接到圆盘上,现欲使重物以速度v匀速提升,问所用电源电动势为多少?(设圆盘的质量不计,电阻不计,导线与圆盘连接良好)。

如下图示,匀强磁场的磁感应强度为B,一单匝矩形线框的面积为S,当其绕与磁场垂直的对称轴由图示实线的位置顺时针第一次转到虚线位置时,用 的时间为Δt,则Δt时间内线圈中的平均感应电动势为多少?

如右图,在水平面内放置的平行导轨宽L1=40cm,左端接有电阻碍R=0 .1欧,轨道所在处有与水平面成30°角斜向上的磁场,磁感强度的变化规律为B=(2+0. 2t)特。在t=0时将一根导体杆放在导轨的右端,并与导轨构成矩 形,矩形长L2=80cm,直到t=10s时,导体杆仍处于静止状态。求此时杆受到的摩擦 力的大小?

如图所示,长为L="0.2" m、电阻为r="0.3" Ω、质量为m="0.1" kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两轨道间距也为L,棒与轨道接触良好,导轨电阻不计。导轨左端接有R="0.5" Ω的电阻,量程为0~3.0 A的电流表串联在一条导轨上,量程为0~1.0 V的电压表接在电阻R的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以向右恒定的外力F使金属棒右移,当金属棒以υ="2" m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一电表未满偏。问:

(1)此时满偏的电表是什么表?说明理由。
(2)拉动金属棒的外力F有多大?
(3)导轨处的磁感应强度多大?

如图所示,两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距为L,左端连一电阻R,右端连一电容器C,其余电阻不计。长为2L的导体棒ab与从图中实线位置开始,以a为圆心沿顺时针方向的角速度ω匀速转动,转90°的过程中,通过电阻R的电荷量为多少?

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