如图甲所示,光滑绝缘斜面的倾角θ=30°,矩形区域GHIJ (GH与IJ相距为d)内存在着方向垂直于斜面的匀强磁场.质量为m、边长为d的正方形闭合金属线框abcd平放在斜面上,开始时ab边与GH相距也为d,现用一平行于斜面的恒力拉动线框,使其由静止开始(t=0)沿斜面向上运动,当线框完全通过磁场后运动一段时间再撤去外力.已知线框运动的过程中产生的电流I随时间t变化的 I一t图象如图乙所示(规定电流沿abcd方向为正).已知向上穿过磁场时线框中电流大小为I0,前后两次通过磁场产生电流的时间之比为2:1,重力加速度为g,斜 足够长,线框ab边始终与GH平行,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)线框的电阻阻值;
(3)撤去外力之前线框位移的大小.
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如图甲所示,光滑绝缘斜面的倾角θ=30°,矩形区域GHIJ (GH与IJ相距为d)内存在着方向垂直于斜面的匀强磁场.质量为m、边长为d的正方形闭合金属线框abcd平放在斜面上,开始时ab边与GH相距也为d,现用一平行于斜面的恒力拉动线框,使其由静止开始(t=0)沿斜面向上运动,当线框完全通过磁场后运动一段时间再撤去外力.已知线框运动的过程中产生的电流I随时间t变化的 I一t图象如图乙所示(规定电流沿abcd方向为正).已知向上穿过磁场时线框中电流大小为I0,前后两次通过磁场产生电流的时间之比为2:1,重力加速度为g,斜 足够长,线框ab边始终与GH平行,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)线框的电阻阻值;
(3)撤去外力之前线框位移的大小.
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如图甲所示,质量为m的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上.导轨平面与水平面间的夹角θ=30°,图中间距为d的两虚线和导轨围成一个矩形区域,区域内存在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.导轨上端通过一个电流传感器A连接一个定值电阻,回路中定值电阻除外的其余电阻都可忽略不计.用一平行于导轨的恒定拉力拉着棒,使棒从距离磁场区域为d处由静止开始沿导轨向上运动,当棒运动至磁场区域上方某位置时撤去拉力.棒开始运动后,传感器记录到回路中的电流I随时间t变化的I﹣t图象如图乙所示.已知重力加速度为g,导轨足够长.求:
(1)拉力F的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小.
(2)定值电阻R的阻值.
(3)拉力F作用过程棒的位移x.
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如图所示,倾角分别为37°和53°的两足够长绝缘斜面上端以光滑小圆弧平滑对接,左侧斜面光滑,斜面某处存在着矩形匀强磁场区域MNQP,磁场方向垂直于斜面向上,MN平行于斜面底边,。ab与PQ相距0.5m。一不可伸长的绝缘细轻绳跨过斜面顶端,一端连接着可视为质点的带正电薄板,一端连接在单匝正方形金属线框abcd的ab边中点,ab //MN,细绳平行于斜面侧边,线框与薄板均静止在斜面上,ab与PQ相距0.5m。已知薄板电荷量q=1×10–4 C,薄板与线框的质量均为m=0.5kg,薄板与右侧斜面间的动摩擦因数μ=0.3,线框电阻R=1Ω,线框边长0.5m。(g=10 m/s2,sin37°=0.6,斜面固定,不计绳与斜面的摩擦)
(1)求薄板静止时受到的摩擦力。
(2)现在右侧斜面上方加一场强大小E= 9×103 N/C,方向沿斜面向下的匀强电场,使薄板沿斜面向下运动,线框恰能做匀速运动通过磁场;在线框的cd边刚好离开磁场时,将电场方向即刻变为垂直于右侧斜面向下(场强大小不变),线框与薄板做减速运动最后停在各自的斜面上。求磁感应强度大小B和cd边最终与MN的距离x。
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如图所示,abcd是质量为m、边长为l、电阻为R的正方形金属线框,PQMN为倾角为θ、绝缘的光滑矩形斜面。在斜面的ABCD区域充满匀强磁场,磁场的方向垂直于斜面,磁感应强度为B,PQ、MN、AB、CD均水平,AB与CD间距离为d(d>l)。abcd是由静止开始沿斜面下滑,下滑过程线框的cd边始终平行于PQ,并且cd边到达磁场上边界AB时的速度与到达下边界CD的速度均为v,求:
(1)线框通过磁场过程中,线框产生的焦耳热;
(2)线框通过磁场过程中,运动时的最小速度;
(3)线框通过磁场所用的时间。
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如图所示,两条足够长的固定光滑平行金属导轨的倾角θ = 30°,间距L = 0.2m,电阻不计;矩形区域MNPQ内存在着方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B = 1T的匀强磁场,PM边的长度x1 = 0.7m;将两根用长x2 = 0.2m的绝缘轻杆垂直固定的金属棒ab、ef放在导轨上,两棒质量均为m = 0.02kg,长度均为L,电阻均为R = 0.2Ω。棒从MN上方某处由静止释放后沿导轨下滑,棒ab刚进入MN处时恰好做匀速运动。两棒始终与导轨垂直且接触良好,取g = 10 m/s2。求:
(1)棒ab刚进入MN处时的速度大小υ1;
(2)棒ab在磁场中的运动时间t。
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如图所示,两根足够长、电阻不计、间距为d的光滑平行金属导轨,其所在平面与水平面的夹角为θ,导轨平面内的矩形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上,ab与cd之间相距为L,金属杆甲、乙的阻值相同,质量均为m,甲杆在磁场区域的上边界ab处,乙杆在甲杆上方与甲相距L处,甲、乙两杆都与导轨垂直.静止释放两杆的同时,在甲杆上施加一个垂直于杆平行于导轨的外力F,使甲杆在有磁场的矩形区域内向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=2gsin θ,甲离开磁场时撤去F,乙杆进入磁场后恰好做匀速运动,然后离开磁场.
(1)求每根金属杆的电阻R.
(2)从释放金属杆开始计时,求外力F随时间t变化的关系式,并说明F的方向.
(3)若整个过程中,乙金属杆共产生热量Q,求外力F对甲金属杆做的功W.
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如图所示,倾角θ=30°的绝缘光滑斜面向上,有一边界为矩形区域MNPQ磁场,边界MN为水平方向,MN与PQ之间距离为d=0.2m,以MN边界中点O为坐标原点沿斜面向上建立x坐标.已知磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小随坐标x位置变化,变化规律为B=.现有n=10匝的正方形线圈abcd,其边长l=0.4m,总质量m=0.5kg、总电阻R=4Ω,ab边与MN 重合;在沿斜面向上的拉力F作用下,以恒定的速度v=1m/s,沿 x轴正向运动.g取10m/s2.
求:
(1)线圈ab边运动到x=0.1m位置时,线圈受到的安培力FA.
(2)线圈穿过磁场区域过程中拉力F 做的总功W.
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光滑矩形斜面GHNM的倾角为α,在其上放置一矩形金属线框ABCD,AB边的边长为l1,BC边的边长为l2,线框的电阻为R,质量为m,斜面上矩形OPHG区域内存在匀强磁场,方向垂直于斜面向上,磁感应强度为B0,如果线框在恒力F作用下从静止开始运动(开始时刻,CD与NM重合),已知线框进入磁场最初一段时间是匀速的,且线框的AB边始终平行于MN,重力加速度为g,求:
(1)线框进入磁场前的加速度大小;
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度大小;
(3)线框进入磁场过程中产生的焦耳热。
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如图所示,有一倾斜的光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距为 L=0.5 m,在导轨的中间矩形区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场.一质量m=0.05 kg、有效电阻r=2 Ω的导体棒从距磁场上边缘d处静止释放,当它进入磁场时刚好匀速运动,整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持与导轨垂直,已知d=0.4 m,接在两导轨间的电阻R=6 Ω,不计导轨的电阻, 取g=10 m/s2.求:
(1) 导体棒刚进入磁场时的速度v.
(2) 导体棒通过磁场过程中,电阻R上产生的热量QR.
(3) 导体棒通过磁场过程中,通过电阻R的电荷量q.
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如图所示,有一倾斜的光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距为 L=0.5 m,在导轨的中间矩形区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场.一质量m=0.05 kg、有效电阻r=2 Ω的导体棒从距磁场上边缘d处静止释放,当它进入磁场时刚好匀速运动,整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持与导轨垂直,已知d=0.4 m,接在两导轨间的电阻R=6 Ω,不计导轨的电阻, 取g=10 m/s2.求:
(1) 导体棒刚进入磁场时的速度v.
(2) 导体棒通过磁场过程中,电阻R上产生的热量QR.
(3) 导体棒通过磁场过程中,通过电阻R的电荷量q.
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