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两根足够长的光滑平行金属导轨

Q1:如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 间距为 ,其电阻不计,量导轨及其构成的平面均与水平面成角。完全相同的两金属棒 分别垂直轨道放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为 ,电阻均为,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度,棒在平行于导轨向上的力F 作用下,

试题答案:

Q2:两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角a=30°

mgsin30=maqvBcos30=mgsin30r/(R+r)*(mgs*sin30-1/2mv2

Q3:如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面与水平面

(1) I=1A电流方向由d至c (2) F=0.2N (3) v="2m/s"
试题分析:(1)金属棒cd在安培力和重力导轨支持力作用下静止,正交分解后平行导轨方向有F=mgsin30°金属棒cd受到的安培力F=BIL
代入数据,解得I=1A
根据楞次定律可知,金属棒cd中的电流方向由d至c
(2)金属棒ab与cd受到的安培力大小相等:F=F
对金属棒ab,由共点力平衡有F=mgsin30°+F
代入数据解得F=0.2N
(3)金属棒发热功率P=I 2 R
金属棒ab匀速运动的速度大小为v时,其产生的感应电动势E=BLv
由闭合电路欧姆定律知I=
代入数据解得v=2m/s

Q4:如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角,完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02 kg,电阻均为R=0.1 Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁

试题答案:解:(1)棒cd受到的安培力为:Fcd=IlB ①
棒cd在共点力作用下平衡,则:Fcd=mgsin30° ②
由①②式,代入数据解得:I=1 A ③
根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c ④
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即:Fab=Fcd
对棒ab,由共点力平衡知:F=mgsin30°+IlB ⑤
代入数据解得:F=0.2 N ⑥
(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1 J热量,由焦耳定律知:Q=I2Rt ⑦
设棒ab匀速运动的速度大小为v,其产生的感应电动势为:E=Blv ⑧
由闭合电路欧姆定律知: ⑨
由运动学公式知在时间t内,棒ab沿导轨的位移为:x=vt ⑩
力F做的功为:W=Fx
综合上述各式,代入数据解得:W=0.4 J  

Q5:如图两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′倾斜放置

分析:金属棒沿光滑导轨加速下滑,棒中有感应电动势而对电容器充电,充电电流通过金属棒时受安培力作用,只有金属棒速度增大时才有充电电流,因此总有mgsinθ-BIl>0,由右手定则判断电势高低.
解答:解:A、金属棒沿光滑导轨加速下滑,棒中有感应电动势而对电容器充电,充电电流通过金属棒时受安培力作用,只有金属棒速度增大时才有充电电流,因此总有mgsinθ-BIl>0,所以金属棒将一直加速,A错误,B正确;
C、由右手定则可知,金属棒a端(即M板)电势高,C项正确;
D、若微粒带负电,则静电力向上与重力反向,开始时静电力为0,微粒向下加速,当静电力增大到大于重力时,微粒的加速度向上,可以向下减速到零后再向上运动,故D错误.
故选BC
点评:本题关键要知道只有金属棒速度增大时才有充电电流,所以mgsinθ-BIl>0,所以金属棒将一直加速,难度适中

Q6:水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接

(1)E=BLV,F=BIL,其中I=E/(R+r)
带入,F=BIL=BEL/(R+r)=B²L²V/(R+r)~~~1、其中电压表读数U是R两段电压,为外电压U=IR=ER/(R+r)=BLRV/(R+r)~~~~2、在稳定时U=F,联立1.,2式,化简得B=R/L,结果自己算呗
(2)F=2.5N时,B L R r都知道了,带入1式解出呗
(3)Q=I²Rt
所以金属杆Q:电阻Q=r:R=1.:1、撤去F后瞬间系统的可转为热能能量为杆的动能0.5mV²,又能量守恒可知动能都转化为热量,其中R产生的热量为总能量的一半,Q=0.25mV²
这又不难,转来转去就那么几个公式,记清楚就OK了

Q7:(16分)如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为d,导轨所在平面与水平面成θ角,M

(1)Bdv;(2);(3)
试题分析:(1)根据法拉第电磁感应定律E=Bdv………………………………………4分
(2)根据闭合电路欧姆定律
……………………………………………4分
(3)导体棒的受力情况如图所示,根据牛顿第二定律有


又因为:
所以:………………………………………8分

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