1、例1.如图所示,MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端接阻值R=1.5 Ω的电阻,电阻两端并联一电压表,垂直导轨跨接一金属杆ab,ab的质量m=0.1 kg,电阻r=0.5 Ω。ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。现用F=0.7 N的水平恒力向右拉ab,使之从静止开始运动,经时间t=2 s后,ab开始做匀速运动,此时电压表示数U =0.3 V,g取10 m/s2,
求(1)ab匀速运动时,外力F的功率
(2)ab干加速过程中,通过R的电量
(3)ab刚加速过程的距离s
例2.如图所示
2、水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )
A.通过棒截面的电量相等
B.棒运动的加速度相等
C.棒通过ab两位置时的速率关系为va=2vb
D.回路中产生的电能Eab与Ebc的关系为Eab=3Ebc
例3.两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道,如图所示放置,间距为d=100cm,在左
3、端斜轨道部分高h=1.25m处放置一金属杆a,斜轨道与平直轨道以光滑圆弧连接,在平直轨道右端放置另一金属杆b,杆A.b电阻Ra=2Ω,Rb=5Ω,在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感强度B=2T。现杆b以初速度v0=5m/s开始向左滑动,同时由静止释放杆a,杆a滑到水平轨道过程中,通过杆b的平均电流为0.3A;a下滑到水平轨道后,以a下滑到水平轨道时开始计时,A.b运动图象如图所示(a运动方向为正),其中ma=2kg,mb=1kg,g=10m/s2,求
(1)杆a落到水平轨道瞬间杆a的速度v;
(2)杆a 在斜轨道上运动的时间;
(3)在整个运动过程中杆b产生的焦耳
4、热。
例4.如图所示,在光滑的水平面上,有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为3L的区域内,现有一个边长为L的正方形闭合线圈以初速度vo垂直磁场边界滑过磁场后,速度为v,则( )
A.完全进入磁场中时,线圈的速度大于(vo+v)/2
B.完全进入磁场中时,线圈的速度等于(vo+v)/2
C.完全进入磁场中时,线圈的速度小于(vo+v)/2
D.以上都有可能
例5.如图所示,在空中有一水平方向的匀强磁场区域,区域的上下边缘间距为h,磁感应强度为B.有一宽度为b(b<h)、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止
5、起竖直下落,当线圈的PQ边到达磁场下边缘时,恰好开始匀速运动.
求(1)线圈的MN边刚好进入磁场时,线圈的速度大小
(2)线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所经历的时间
A
B
b
a
c
d
v0
2v0
例6.如图所示,两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内,导轨间的中距离为L,导轨上横放着两根导体棒ab和cd.设两根导体棒的质量皆m,电阻皆为R,导轨光滑且电阻不计,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感强度为B。开始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速,初速大小分别为v0和2v0,求:
(1)从开始到最终稳定回路中产生
6、的焦耳热。
(2)当ab棒的速度大小变为时,回路中消耗的电功率。
例7.光滑的水平金属导轨如图,其左右两部分宽度之比为1∶2,导轨间有大小相等但左右两部分方向相反的匀强磁场.两根完全相同的均匀导体棒,质量均为m=2 kg,垂直于导轨放置在左右磁场中,不计导轨电阻,但导体棒A、B有电阻.现用250 N水平向右的力拉B棒,在B棒运动0.5 m过程中,B棒产生Q=30 J的热,且此时速率之比vA∶vB=1∶2,此时撤去拉力,两部分导轨都足够长,求两棒最终匀速运动的速度vA′和vB′.