专题八导体切割磁感线的运动.doc

专题八 导体切割磁感线的运动1.如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个质量为m、半径为r、电阻为R的均匀圆形导线圈，线圈平面跟磁场垂直（位于纸面内），线圈与磁场边缘（图中虚线）相切，切点为A，现在A点对线圈施加一个方向与磁场垂直，位于线圈平面内的，并跟磁场边界垂直的拉力F，将线圈以速度匀速拉出磁场以切点为坐标原点，以F的方向为正方向建立x轴，设拉出过程中某时刻线圈上的A点的坐标为x（1）写出此时F的大小与x的关系式；（2）在F-x图中定性画出F-x关系图线，写出最大值F0的表达式2水平固定的光滑U型金属框架宽为L，足够长，其上放一质量为m的金属棒ab，左端连接有一阻值为R的电阻（金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计），整个装置处在向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给棒一个初速v0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。（1）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求通过电阻R的电量和电阻R中产生的热量（2）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求金属棒通过的位移（3）如果将U型金属框架左端的电阻R换为一电容为C的电容器，其他条件不变，如图所示。求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量（不计电路向外界辐射的能量）abCv0abRv03如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1O矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。OFbOO1O1aRMPBNQl0l 4如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑金属导轨相距为L=1m，导轨与平面成=30角，上端接一个阻值为R=1.5电阻；质量为m=0.2kg、阻值为r=0.5的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端L=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一垂直于导轨平面的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化关系如图甲所示。开始时，为保持ab静止，在棒上加一平行于斜面的外力F，当t=2s时，F恰好为零。求： （1）在0-3s时间内磁通量的变化率B/t=？（2）t=2.5s时，外力F的大小及方向。（3）在t=4s时，突然撤去外力，当金属棒在以后运动达到稳定时其两端的电压U=？（4）在图乙中画出前4s内外力F随时间的变化图像（以沿斜面向上为力的正方向）5如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直ab、cd为两根垂直导轨放置、电阻均为R、质量均为m的金属棒. 棒cd与导轨间的最大静摩擦力为f，且用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住，棒ab与导轨间的摩擦不计，在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动，ab运动前，细线处于自然伸直状态