【正文】 螺線管 磁場 對 桿 ab 的影響 。將電阻不計的金屬桿 MN 放置在水平桌面上，在外力作用下， t＝ 0 時刻金屬桿以恒定速度 v＝2m/s 從 O 點開始向右滑動。 （用其他方法證明 也 可 以 ） （ 2）在 2s 末， 速度 v2=at=， 電動勢 E=BLv2， 通過金屬桿的電流 rREI ?? 金屬 桿受安培力 rR vBLB ILF ??? 22)(安 解得： F 安 =102N 設(shè) 2s 末外力大小為 F2， 由牛頓第二定律， maFF ?? 安2 ， 解得： F2=102N 故 2s 末時 F 的瞬時功率 P=F2v2= (3) 設(shè) 回路產(chǎn)生的焦耳熱 為 Q， 由能量守恒定律， W =Q＋ 2221mv 解得： Q= 電阻 R 與金屬桿的電阻 r 串聯(lián)，產(chǎn)生焦耳熱與電阻成正比 所以，rRrR ? ， 運用合比定理，r rRQ r rR ???，而 Q rR ?? 故在 金屬桿 上產(chǎn)生的焦耳熱 rRQrQr ?? 解得： Qr=102J 1 （ 北京 豐臺 區(qū) 2020 年 一模） (18 分 ) 如圖所示，在與水平 方向 成 θ=30176。磁極間的缺口很小，可忽略。取逆時針方向的電流為正。在兩根導(dǎo)軌的端點 d、 e 之間連接一 個 電阻 R，其他部分電阻忽略不計。由以上條件， 在此過 程中可求 出 的物理量有 ABC A．電阻 R 上 產(chǎn)生的焦耳熱 B． 通過電阻 R 的總電量 C． ab 棒運動的位移 D． ab 棒 的 運動 時間 （ 北京 東城 區(qū) 2020 年 二模） 如圖 7 所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架 cdeg 處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬桿 ab 與金屬框架接觸良好。線框運動方向與底邊平行且 與磁場邊緣垂直。 整個過程磁鐵運動經(jīng)歷的時間 vat 2? （ 2 分） 求出 )c os( s in2 3 32 ??? ?? m gr aBt （ 2 分） （ 2）根據(jù)能量守恒定律 mg?2asinθ = μ mg cosθ?2a + E （ 5 分） 求出 E = 2mga（ sinθ μ cosθ） （ 2 分 1 （ 北京西城區(qū) 2020 年 4 月抽樣 ） (20 分 )某種小發(fā)電機的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖 1 所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場，磁感應(yīng)強度 B=。 甲 乙 a M b Q N F R P 電壓傳感器 接電腦 t/s U/V 0 博微物理 7 （ 1）設(shè)路端電壓為 U， 金屬 桿的運動速度為 v， 則感應(yīng)電動勢 E = BLv， 通過電阻 R 的電流 rREI ?? 電阻 R 兩端的電壓 U= rRBLvRIR ?? 由圖乙可得 U=kt， k= 解得 ? ? tBLRrRkv ??? ， 因為速度與時間成正比，所以金屬桿做勻加速運動，加速度 ? ? 2m /??? B L RrRka 。 s。螺線管橫截面積 為 S， 線圈匝數(shù)為 N， 電阻為 R1， 管內(nèi)有 水平向左的變化 磁場。 求： 博微物理 14 （ 1） 0~?102s 和 ?102s~?102s 時間內(nèi) 環(huán)形金屬工件 中感應(yīng)電動勢各是多大； （ 2） 0~?102s 和 ?102s~?102s 時間內(nèi) 環(huán)形金屬工件 中 感應(yīng)電流 的大小，并 在圖中 定量 畫出感 應(yīng)電流隨時間變化的 it 圖象 （ 以逆時針 方向電流 為正 ） ； （ 3）在 t= 內(nèi)電流通過 焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱 。 解： （ 1） dc 切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E = BLv （ 2 分） 回路中的感應(yīng)電流 RBLvI? （ 2 分） ab 兩端的電勢 差 B L vRIU 4141 ??? b 端電勢高 （ 2 分） （ 2）設(shè)線框從 dc 邊剛進磁場到 ab 邊剛進磁場所用時間為 t 由焦耳定律 RtIQ 22? （ 2 分） vtL? （ 2 分） 求出 R vLBQ 322? （ 2 分） （ 3） 2 （ 北京 海淀 區(qū) 2020 屆期末考） (7 分 )如圖 15 所示，邊長 L= 的正方形導(dǎo)線框 ABCD 由粗細(xì)均勻的同種材料制成，正方形導(dǎo)線框每邊的電阻 R0= ， 金屬棒 MN 與正方形導(dǎo)線框的對角線長度恰好相等，金屬棒 MN 的電阻 r= 。設(shè)導(dǎo)線框克服安培力做功為 W 安 ，根據(jù)動能定理有： mg2lW 安 =0???? 1 分 解得： W安 =2mgl。閉合開關(guān) S，先固定 b，用一恒力 F 向上拉 a，穩(wěn)定后 a 以 v1=10m/s 的速度勻速運動，此時再釋放 b， b恰好能保持靜止，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，取 g=10m/s2。 （ 1） 設(shè)導(dǎo)線框 cd 邊剛進入磁場時的速度為 v，則在 cd 邊 進入磁場 過程時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Blv， 根據(jù)閉合電路歐姆定律，導(dǎo)線框的感應(yīng)電流為 I= RBlv 導(dǎo)線框受到的安培力為 F 安 = BIl= RvlB22 ， ???? 1 分 因 cd 剛進入磁場時 導(dǎo) 線框 做勻速運動 ，所以有 F 安 =mg， ???? 1 分 以上各式聯(lián)立，得：22lBmgRv?。在運動過程中，線框 ab、 cd 兩邊始終與磁場邊界平行。 1 1 2 2110 . 1 4 0 . 2 0 . 5 30 . 1m v m vv m s m sm ?? ? ? ?? ? ?=3m/s ??????????③ （ 2 分 ） 再由機械能守恒 21 1 1 212 m v m gh? ? ???????????????④ （ 1 分） 102 322212 ???? gvh= ?????????????????? （ 1 分） （ 2） 設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 B， cd 棒通電時間為 t? ，對 cd 棒由動量定理有22BIL t m v ??? ? ?????????????????????⑤ （ 3 分） q I t? ?? ???????????????????????? ⑥ （ 2 分） 22 qL ? ?? ? ? ?? ????????????? ? ?? （ 2 分） （ 3）設(shè)產(chǎn)生的 焦 耳熱為 Q，由能量守恒可知： 1 1 1 1 2 21122Q m g h m v m v??? ? ?????????????????⑦ (2分 ) Q= ????????????????????????? （ 1 分） 2 （ 北京 海淀 區(qū) 2020 年 二模） （ 18 分） 高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖是焊接的原理示意圖?，F(xiàn)用內(nèi)阻 r＝ 1Ω的電動機牽引金屬棒 MN，使其從靜止開始運動直到獲得穩(wěn)定速度，若上述過程中電流表和電壓表的示數(shù)始終保持 1A 和 8V 不變（金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計，重力加速度 g取 10m/s2），求： （ 1）電動機的輸出功率； （ 2）金屬棒獲得的穩(wěn)定速度的大小； （ 3）若金屬棒從靜止開始運動到獲得穩(wěn)定速度的過程中，棒上升的高度為 1m，該過程中電阻 R 上產(chǎn)生的電熱為 ，求此過程中經(jīng)歷的時間。 2R = L B v = L B Δ x/Δ t ………………………………………… ....…… ..(１分 ) 所以： mLBΔ v =LB2RΔ x, 即： Δ x ∝Δ v 所以對于全過程，上述正比例關(guān)系仍成立 所以對于全過程（ Δ v= 109 v0） ， 得： Δ x=x = 59022 vBLRm………………………………………………………..……….(３分 ) 博微物理 9 ［注釋：①以上是借用了比值極限的求解思路，還可以借用下面的“微分”思路求解； ②其它求解思路（例如：平均等），此處從略。導(dǎo)軌電阻忽略不計，其間連接有固定電阻 R=。 已知重力加速度為 g。整個裝置處于磁感應(yīng)強度為 B 的勻強 磁場中。 t=0 時刻，磁感應(yīng)強度的方 向垂直導(dǎo)線框平面向里，在 0~4s 時間內(nèi)，導(dǎo)線框 ad 邊所受 安培力隨時間變化的圖象（規(guī)定以向左為安培力正方向）可 能是圖 10 中的（ ） D （ 北京 豐臺 區(qū) 2020屆期末考） 如圖，有一理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比為 壓 U，輸出端接有一個交流電流表和一個電動機 .電動機線圈電阻為 ，電流表讀數(shù)為 I，電動機帶動一重物勻速上升 .下列判斷正確的是（ B） A． 原線圈中的 電流為 nI B． 變壓器的輸入功率為 UI/n. C． 電動機 輸出 的 總 功率為 I2R D． 電動機兩端電壓為 IR （ 北京 豐臺 區(qū) 2020屆期末考） 物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電量．如圖所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應(yīng)強度．已知線圈的匝數(shù)為 n，面積為 S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為 R．若將線圈放在被測勻強磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測圈翻轉(zhuǎn) 180176。金屬桿向上滑行到某一高度后又返回到底端，在此過程中 B A．上滑過程通過電阻 R 的電量比下滑過程多 B．上滑過程金屬桿受到的 合外力的沖量比 下滑過程大 C． 上滑過程金屬桿受到的安培力的沖量比下滑過程大 D．上滑過程 和下 滑過程金屬 桿的加速度的最小值出現(xiàn)在同 一位置 （ 北京 東城 區(qū) 2020 年 一模） 如圖所示電路中，電源電動勢為L t1 R1 R2 C a b SL E B R a b θ t O F t O F t O F t O X/x/y O Y/x/y F c t O I g e R b a d b B b 博微物理 3 E，線圈 L 的電阻不計。求： （ 1） AB棒穩(wěn)定下滑的速度 ； （ 2）此過程中電阻 R上消耗的電能 ； （ 3）從開始下滑到穩(wěn)定狀態(tài)，流經(jīng) R的電量 。現(xiàn)使轉(zhuǎn)予以 200 /rad s?? 的角速度勻速轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)對導(dǎo)體棒 ab 施加平行于軌道向上的拉力，使之 沿軌道 勻速 向上運動。＝ ）求 : ?在 t= 時 ,回路中的感應(yīng)電動勢的大小 。 求 此時 桿 的 加速度 的大小。（設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大?。┣?: ? 金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時加速度 a 的大?。? ? 當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，電阻 R 消耗的功率為 8W，求此時金屬棒速度 v 的大??； ? 在上問中，若 R=2Ω，金屬棒中的電流方向由 a 到 b，求磁感應(yīng)強度 B 的大小和方向。導(dǎo) 線框從垂直紙面向里的水平有界勻強磁場的 上方 某處由靜止自由下落，下落過程中， 導(dǎo) 線框始終在 與磁場垂直的 豎直平