一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图9-3-18甲所示,磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流,以图中线圈上箭头所示方向的电流为正,则以下的I-t图中正确的是( )
图9-3-18
图9-3-19
如图9-3-17所示,有两根与水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻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,一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则( )
图9-3-17
A.如果B增大,vm将变大 |
B.如果α变大,vm将变大 |
C.如果R变大,vm将变大 |
D.如果m变小,vm将变大 |
均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图12-3-22所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界面平行.当cd边刚进入磁场时,
图12-3-22
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.
两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图12-3-21所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
图12-3-21
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g |
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b |
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为 |
D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 |
如图12-3-20所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用0.9 s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则( )
图12-3-20
A.W1<W2,q1<q2 | B.W1<W2,q1=q2 | C.W1>W2,q1=q2 | D.W1>W2,q1>q2 |
如图12-3-19所示,a、b是同种材料(非超导材料)制成的等长导体棒,静止于水平面内足够长的光滑水平导轨上,b的质量是a的2倍,匀强磁场垂直于纸面向里.若给a4.5 J的初动能使之向左运动,最后a、b速度相同且均为a初速度的,不计导轨的电阻,则整个过程中a棒产生的热量最大值为( )
图12-3-19
A.2 J | B.1.5 J | C.3 J | D.4.5 J |
如图12-3-17所示,CDEF是固定的、水平放置的、足够长的“U”形金属导轨,整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上架着一个金属棒ab,在极短时间内给ab棒一个水平向右的冲量,使它获得一个速度开始运动,最后又静止在导轨上.则ab棒在运动过程中,就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较( )
图12-3-17
A.安培力对ab棒做的功相等 |
B.电流通过整个回路所做的功相等 |
C.整个回路产生的总热量不同 |
D.ab棒动量的改变量相同 |
竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道,如图12-3-15所示,抛物线方程是y=x2,轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中虚线所示),一个小金属环从抛物线上y=b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )
图12-3-15
A.mgb | B. | C.mg(b-a) | D. |
如图所示,半径为r的金属圆环,绕通过某直径的轴OO′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,从金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,求在转过30°角的过程中,环中产生的感应电动势是多大?
粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( )
长为L的金属棒ab,绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁感应强度为B,如图所示.求ab两端的电势差.
如图16-2-17所示,接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同.图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置,P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处.若两导轨的电阻不计,则( )
图16-2-17
A.杆由O到P的过程中,电路中电流变大 |
B.杆由P到Q的过程中,电路中电流一直变大 |
C.杆通过O处时,电路中电流方向将发生改变 |
D.杆通过O处时,电路中电流最大 |
如图16-2-15所示,C是一只电容器,先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动,到有一定速度时突然撤去外力.不计摩擦,则ab以后的运动情况可能是( )
图16-2-15
A.减速运动到停止 | B.来回往复运动 |
C.匀速运动 | D.加速运动 |
如图9-3-28甲所示,足够长的金属导轨MN和PQ与一阻值为R的电阻相连,平行地放在水平桌面上,质量为m的金属杆可以无摩擦地沿导轨运动.导轨与ab杆的电阻不计,导轨宽度为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面.现给金属杆ab一个初速度v0,使ab杆向右滑行.回答下列问题:
图9-3-28
(1)简述金属杆ab的运动状态,并在图乙中大致作出金属杆的v-t图象;
(2)求出回路的最大电流值Im并指出电流流向;
(3)当滑行过程中金属杆ab的速度变为v时,求杆ab的加速度a;
(4)电阻R上产生的最大热量Q.