半径为的光滑的圆形导体环处于垂直纸面向里的匀强磁场内,其左侧留有一小缺口,右侧与磁场外的电路连接,如图所示。磁感应强度为B,总阻值为、长为、质量为的金属棒在恒力 的作用下从位置由静止沿导轨向右运动,经过圆环圆心时的速度为,外电路定值电阻阻值也为,其余电阻不计,电容器的电容为。求:
(1) 金属棒经过点时,金属棒两端的电势差;
(2) 金属棒经过点时,电容器的带电量;
(3) 从开始到金属棒经过点的过程中,金属棒克服安培力做的功。
(1) 金属棒经过点时,金属棒两端的电势差;
(2) 金属棒经过点时,电容器的带电量;
(3) 从开始到金属棒经过点的过程中,金属棒克服安培力做的功。
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更新时间:2022-01-20 11:18:54
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【推荐1】如图,匀强磁场的磁感应强度大小B=0.5T,方向竖直向下.在同一水平面上的两根光滑金属导轨相互平行,相距l=0.4m、电阻不计.导轨左端与滑动变阻器相连,变阻器接入电阻的阻值R=0.2Ω.一根电阻不计的金属棒置于导轨上,在拉力F的作用下沿导轨向右运动,运动过程中变阻器消耗的功率恒定为P=0.8W.
(1)分析金属棒的运动情况;
(2)求拉力F的大小;
(3)若保持拉力不变,迅速向上移动滑动变阻器滑片,分析金属棒的速度变化情况.
(1)分析金属棒的运动情况;
(2)求拉力F的大小;
(3)若保持拉力不变,迅速向上移动滑动变阻器滑片,分析金属棒的速度变化情况.
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【推荐2】如图所示,金属框架与导体棒构成回路,处在匀强磁场中且与磁场垂直。
(1)若,从O点出发,向右以的速度匀速运动4s时,回路的磁通量的变化量是多少?
(2)若开始时,从O点右侧处出发,向右以的速度匀速运动,且闭合回路中没有感应电流产生,求磁感应强度大小随时间变化的表达式。
(1)若,从O点出发,向右以的速度匀速运动4s时,回路的磁通量的变化量是多少?
(2)若开始时,从O点右侧处出发,向右以的速度匀速运动,且闭合回路中没有感应电流产生,求磁感应强度大小随时间变化的表达式。
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【推荐3】如图所示,固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中。t=0时,磁感应强度为B0,此时金属棒MN的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。已知金属棒MN的电阻为r,金属框架DE段的电阻为R,其他电阻不计。
(1)若金属棒MN保持静止,磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化,求回路中的感应电动势。
(2)若磁感应强度B0保持不变,金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动,会产生感应电动势,相当于电源。用电池、电阻等符号画出这个装置的等效电路图,并求通过回路的电流大小。
(3)若金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动,为使回路中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导B与t的关系式。
(1)若金属棒MN保持静止,磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化,求回路中的感应电动势。
(2)若磁感应强度B0保持不变,金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动,会产生感应电动势,相当于电源。用电池、电阻等符号画出这个装置的等效电路图,并求通过回路的电流大小。
(3)若金属棒MN以速度v0贴着金属框架向右匀速运动,为使回路中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导B与t的关系式。
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【推荐1】如图,水平放置的光滑平行金属导轨右端与电阻R连接,电阻为r的金属棒ab垂直置于导轨上,导轨间距为L,垂直于导轨平面的匀强磁场磁感应强度为B。棒获得初速度v后开始向右运动。
(1)ab棒中感应电流的方向;
(2)ab棒运动过程中,速度如何变化?
(3)已知导体棒的质量为m,导轨间距为L,导轨电阻均不计。求导体棒运动过程中的最大加速度;
(4)从导体棒开始运动到停止,电阻R上产生的焦耳热是多少?并说明推算的理由;
(5)若在开始的时刻加一个水平向右的外力拉ab棒并使之匀速运动,请从能量转化守恒定律出发,推导证明ab棒中产生的电动势E=BLv。
(1)ab棒中感应电流的方向;
(2)ab棒运动过程中,速度如何变化?
(3)已知导体棒的质量为m,导轨间距为L,导轨电阻均不计。求导体棒运动过程中的最大加速度;
(4)从导体棒开始运动到停止,电阻R上产生的焦耳热是多少?并说明推算的理由;
(5)若在开始的时刻加一个水平向右的外力拉ab棒并使之匀速运动,请从能量转化守恒定律出发,推导证明ab棒中产生的电动势E=BLv。
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【推荐2】如图所示,面积为的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为,定值电阻,线圈电阻,求:
(1)回路中的感应电动势大小;
(2)、b两点间的电势差.
(1)回路中的感应电动势大小;
(2)、b两点间的电势差.
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【推荐3】如图所示,为两根水平固定的足够长光滑平行金属导轨,导轨间距,导轨间连接一个调节范围为的滑动变阻器,金属导轨的电阻忽略不计,导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场。导轨右端通过导线(导线电阻不计)连接电阻的匝金属线圈,线圈匝数匝,线圈的面积,线圈内存在竖直向下的磁感应强度大小均匀变化的匀强磁场,其变化率。现将一根电阻的导体棒垂直横放在导轨上,且与导轨良好接触,导体棒在外力作用下始终保持静止。
(1)滑动变阻器滑片调到阻值最大位置处,闭合开关,求此时对导体棒施加的外力大小;
(2)断开开关,同时撤去限制导体棒的外力,经过一段时间后导体棒最终匀速运动,求导体棒运动的最大速度;
(3)请通过计算证明∶闭合开关后,当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器和导体棒消耗的功率之和达到最大值,并求出这个最大值。
(1)滑动变阻器滑片调到阻值最大位置处,闭合开关,求此时对导体棒施加的外力大小;
(2)断开开关,同时撤去限制导体棒的外力,经过一段时间后导体棒最终匀速运动,求导体棒运动的最大速度;
(3)请通过计算证明∶闭合开关后,当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器和导体棒消耗的功率之和达到最大值,并求出这个最大值。
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【推荐1】如图所示,间距为d=0.4m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻,导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1.0T。一根质量为m=2kg的导体棒ab放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导体棒的电阻r=1.0Ω,导轨的电阻忽略不计,在垂直ab的水平拉力F作用下导体棒沿导轨向右匀速运动,速度为v=4.0m/s,在运动过程中导体棒始终与导轨保持垂直。求:
(1)导体棒ab中感应电流的大小和方向;
(2)作用在导体棒上拉力F的大小;
(3)某时刻撤去拉力F,撤去拉力后电阻R上产生的热量。
(1)导体棒ab中感应电流的大小和方向;
(2)作用在导体棒上拉力F的大小;
(3)某时刻撤去拉力F,撤去拉力后电阻R上产生的热量。
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置,所在平面的倾角θ=37°,导轨间的距离L=1.0m,下端连接R=1.6Ω的电阻,导轨电阻不计,所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T.质量m=0.5kg、电阻r=0.4Ω的金属棒ab垂直置于导轨上,现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大小为F=5.0N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行,当金属棒滑行s=2.8m后速度保持不变,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)金属棒匀速运动时的速度大小v;
(2)当金属棒沿导轨向上滑行的速度v′=2m/s时,其加速度的大小a;
(3)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量QR.
(1)金属棒匀速运动时的速度大小v;
(2)当金属棒沿导轨向上滑行的速度v′=2m/s时,其加速度的大小a;
(3)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量QR.
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适中
(0.65)
【推荐3】如图所示,一竖直放置粗细均匀半径为r=1m、电阻为的圆形导线框与竖直光滑的导轨MN、PQ相切,圆形导线框放在水平匀强磁场中,磁场只限于圆形导线框内,磁感应强度为B=1T,线框平面与磁场方向垂直.现有一根质量为m=1kg、电阻不计的导体棒,自竖直导轨上距O点高为h=2m处由静止释放,棒在下落过程中始终与导轨(或线框)保持良好接触.忽略摩擦及空气阻力,.
(1)导体棒从开始下落至距O点0.5m过程中,回路产生的焦耳热为10.5焦耳,则导体棒在距O点0.5m时的加速度大小?
(2)导体棒从开始下落到圆心O时棒的速度为,则此时线圈的热功率是多少?
(1)导体棒从开始下落至距O点0.5m过程中,回路产生的焦耳热为10.5焦耳,则导体棒在距O点0.5m时的加速度大小?
(2)导体棒从开始下落到圆心O时棒的速度为,则此时线圈的热功率是多少?
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