高中物理日光灯镇流器的作用和原理综合题

在图所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为B．半径为l，圆心角为60。的扇形导线框OPQ以角速度w绕。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I。和交变感应电流的频率f；
(2)在图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．(规定与图中线框的位置相应的时刻为t=0)

⑴ 线圈平面经过什么位置时感应电动势的值最大，最大值是多少？
⑵线圈由图示位置经t = 0.005s的过程中平均感应电动势是多少？
⑶线圈由图示位置经t = 0.005s的时瞬时感应电动势是多少？

如图所示，一个边长为a，电阻为R的等边三角形，在外力作用下以速度v匀速的穿过宽度均为a的两个匀强磁场，这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反，线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直，取逆时针方向为电流的正方向，试通过计算，画出从图示位置开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象

（1）求导体棒所达到的恒定速度v₂；
（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？
（4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图B。所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为v_t，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

如图所示，两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于竖直的xO_y平面内，导轨与竖直轴Y平行，其一端接有阻值为R的电阻。在y>O的一侧整个平面内存在着与xO_y平面垂直的非均匀磁场，磁感应强度B随Y的增大而增大，B=ky，式中的k是一常量。一质量为m的金属直杆MN与金属导轨垂直，可在导轨上滑动。当t=0时金属杆MN位丁y=0处，速度为Ⅶ方向沿y轴的正方向。在MN向上运动的过程中，有一平行y轴的拉力F作用于金属杆MN上，以保持其加速度方向竖直向下，大小为重力加速度g。设除电阻R外，所有其他电阻都可以忽略。
问：（1）当金属杆的速度大小为时，同路中的感应电动势多大?
（2）金属杆在向上运动过程中拉力F与时间t的关系如何?

一总电阻为4Ω的长金属导线做成一半径为50cm的闭合圆环，水平放置，处在竖直向上的匀强磁场中，磁感强度B=2T。长为1m的金属杆OA与圆环良好接触并绕端点O以角速度100rad/s匀速转动（O是圆环的圆心），金属杆的电阻为4Ω。一金属平行轨道宽为0.5m，一端与O相连，另一端与环的C点相连。在轨道上放置一长为1m的金属杆MN，MN与轨道垂直，其电阻为4Ω。不计一切摩擦和轨道电阻。
（1）用外力使MN保持静止状态，求O、A两点间电势差大小的范围。
（2）为使MN处于静止状态，应施加的水平外力的最小值；
（3）保持OA匀速转动的外力的最大功率。

用粗细均匀的绝缘导线折成一个圆环，环内用相同绝缘导线折成的内接正方形，把它们放在均匀变化的磁场中，磁场方向和它们所在的平面垂直，已测得圆环中产生的感应电流mA，求：
①正方形和圆环的电阻之比
②正方形中所产生的感应电流

如图12所示，一个被x轴与曲线方程（m）所围的空间中存在着匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.2T。正方形金属线框的边长是L=0.40m，电阻是R=0.1Ω，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，线框以v=10m/s的速度水平向右匀速运动。试求：
（1）拉力F的最大功率是多少？
（2）拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？

用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。
（1）求方框下落的最大速度v_m（设磁场区域在数值方向足够长）；
（2）当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率P；
（3）已知方框下落时间为t时，下落高度为h，其速度为v_t（v_t<v_m）。若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I₀在该框内产生的热相同，求恒定电流I₀的表达式。

(1)求圆环下落的最大速度v_m(设磁场区域在竖直方向足够长)；
(2)当圆环下落的加速度为g/2时，求圆环的发热功率P；
(3)已知圆环下落时间为T时，下落高度为H，其速度为v₀(v₀＜v_m＝。若在该时间T内，圆环内产生的热量与一恒定电流I₀在该圆环内产生的热量相同，求恒定电流I₀的表达式。
         

(12分)如图所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻R₀＝0.5 Ω，长L＝0.3 m，导轨一端串接一电阻R＝1 Ω，匀强磁场磁感应强度B＝2 T，当ab以v＝5 m/s向右匀速运动过程中，求：

(1)ab间感应电动势E
(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小
(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q

如图所示是一种电磁泵的原理图，截面为矩形的导管PQ是运送导电液体用的，它的截面长为A．宽为b．导管的上、下两面有两块导体C．D，处于相对的位置，分别与电源的正、负极相连，通过的电流大小为I．导管的其他部分都是绝缘的．导管的通电部分位于匀强磁场中，磁场的方向与电流方向垂直，水平向右，大小为B，磁场区域的宽度为l．设液体在导管内流动时受到的阻力f的大小跟液体的流动速度v成正比，比例系数为k(即f=kv)．

(1)导管内导电液体向哪个方向流动，稳定的流动速度v₀多大？
(2)已知导管内液体单位体积内的参与导电的自由电荷的数目为n、每个自由电荷的电荷量为q．求参与导电的自由电荷定向移动的平均速率．
 

（1）匀速时线框运动的速度v1、v₂分别多大？
（2）在两次匀速运动的过程中，ab导线中产生的多少焦耳热？
（3）在两次匀速运动的过程中，ab导线中共通过多少库仑的电量？

如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上，整个空间存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，有一长为L质量为m的通电直导线垂直纸面水平放置在斜面上恰能保持静止，试判断通电直导线的电流方向并求出电流的大小。（已知重力加速度为g）

如图所示，金属棒ａ从高为ｈ处由静止沿光滑的弧形导轨下滑进入光滑导轨的水平部分，导轨的水干部分处于竖直向下的匀强磁场中。在水平部分原先静止有另一根金属棒b，已知m_a=2m，m_ｂ=m。整个水平导轨足够长，并处于广阔的匀强磁场中，假设金属棒ａ始终没跟金属棒b相碰，重力加速度为ｇ。求：

(1)金属棒ａ刚进入水平导轨时的速度；
(2)两棒的最终速度；   。
(3)在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能。