高中物理日光灯镇流器的作用和原理计算题

如图所示，在与水平方向成θ角的光滑金属导轨间连一电源，在相距L的平行导轨上放一质量为m的金属棒ab，棒上通过的电流为I，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止，则：

（1）匀强磁场的磁感强度为多大？
（2）欲使导体棒静止在导轨上，求外加的匀强磁场的磁感应强度的最小值及方向。

两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨，一端接有阻值为的电阻，一匀强磁场在如图区域中与导轨平面垂直。在导轨上垂直导轨跨放质量的金属直杆，金属杆的电阻为，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计。以位置作为计时起点，开始时金属杆在垂直杆的水平恒力作用下向右匀速运动，电阻R上的电功率是。

（1）求金属杆匀速时速度大小；
（2）若在时刻撤去拉力后，时刻R上的功率为时，求金属棒在时刻的加速度，以及-之间整个回路的焦耳热。

把一根长为的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中．试问：

（1）如a图所示：当导线中通以自A向B的电流时，导线受到的安培力大小为，该磁场的磁感应强度B的大小为多少？
（2）如b图所示：若把该导线在平面内从中点折成，自A向B通 以的电流，试求此时导线所受安培力F的大小，并在图中画出安培力的方向。

如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L=0.5m，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，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s²，问：

（1）通过cd棒的电流I是多少，方向如何？
（2）棒ab受到的力F多大？
（3）力F的功率P是多少？

如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上，固定一金属框，宽l＝0.25 m，接入电动势E＝12 V、内阻不计的电池．垂直框面放置一根质量m＝0.2 kg的金属棒ab，它与框架间的动摩擦因数μ＝，整个装置放在磁感应强度B＝0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？(框架与金属棒的电阻不计，g取10 m/s²)

一根长L= 30cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，通入向右的电流。

（1）当导线中通以I₁ = 2A的电流时，导线受到的安培力大小为 1.8×10^-6N，则该磁场的磁感应强度为多少？
（2）若该导线中通以的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？

载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝kI/r， 式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T₀。当MN通以强度为I₁的电流时，两细线内的张力均减小为T₁，当MN内电流强度变为I₂时，两细线内的张力均大于T₀。

（1）分别指出强度为I₁、I₂的电流的方向；
（2）求MN分别通以强度为I₁、I₂的电流时，线框受到的安培力F₁与F₂大小之比；
（3）当MN内的电流强度为I₃时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I₃。

把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中．试问：

（1）当导线中通以I₁=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10^﹣7N，该磁场的磁感应强度B的大小为多少？
（2）若该导线中通以I₂=3A的电流，试求此时导线所受安培力F的大小，并在图中画出安培力的方向．

如图所示，相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨由两种材料组成。PG右侧部分单位长度电阻为r₀，且PQ=QH=GH=L。PG左侧导轨与导体棒电阻均不计。整个导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为B。质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动，在到达PG之前导体棒AC已经匀速。

（1）求当导体棒匀速运动时回路中的电流；
（2）若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v₁，试计算此时导体棒加速度；
（3）若导体棒初始位置与PG相距为d，运动到QH位置时速度大小为v₂，试计算整个过程回路中产生的焦耳热。

如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨。导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：

（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数；
（2）导体棒匀速运动的速度大小v；
（3）整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。

如图所示，有一个水平匀强磁场，在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个金属框，AB可以自由上下滑动，且始终保持水平，无摩擦。若AB质量为m=0.2g，长L=0.1m，电阻R=0.2Ω，其他电阻不计，磁感应强度B=0.1T，g=10m/s²。

（1）求AB下落速度为2m/s时，其下落的加速度及产生的热功率是多少？
（2）求AB边下落时的最大速度？

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L，导轨平面与水平面间的夹角θ，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为m的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒ab的电阻，重力加速度为g。若在导轨的M、P两端连接阻值R的电阻，将金属棒ab由静止释放，则在下滑的过程中，金属棒ab沿导轨下滑的稳定速度为v，若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器，仍将金属棒ab由静止释放，金属棒ab下滑时间t，此过程中电容器没有被击穿，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度的大小为多少？
（2）金属棒ab下滑ts末的速度？ 

两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为L、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：

（1）ab运动速度v的大小；  
（2）电容器所带的电荷量q.

如图所示，abcd为静止于水平面上宽度为L、长度很长的U形金属滑轨，bc边接有电阻R，其他部分电阻不计．ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀金属棒．现金属棒通过一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M的重物，一匀强磁场B垂直滑轨平面．重物从静止开始下落，不考虑滑轮的质量，且金属棒在运动过程中均保持与bc边平行．忽略所有摩擦力．则：

（1）当金属棒做匀速运动时，其速率是多少？(忽略bc边对金属棒的作用力)
（2）若重物从静止开始至匀速运动时下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量．

如图甲所示，固定于水平面上的两根互相平行且足够长的金属导轨，处在方向竖直向下的匀强磁场中。两导轨间距离l= 0.5m，两轨道的左端之间接有一个R=0.5W的电阻。导轨上垂直放置一根质量m=0.5kg的金属杆。金属杆与导轨的电阻忽略不计。将与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，使杆从静止开始运动，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如图乙所示。取重力加速度g=10m/s²，金属杆与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，金属杆始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。
 
（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？
（2）求磁感应强度B的大小，以及金属杆与导轨间的动摩擦因数μ 。