题目列表(包括答案和解析)
1.带电粒子在只考虑已知场力的情况下可能所处的状态是( )
A.在磁场中处于平衡状态 B.在电场中做匀速圆周运动
C.在匀强磁场中做抛体运动 D.在匀强电场中做匀速直线运动
19.
为了测量列车运行的速度和加速度大小,可采用如图的装置,它是由安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车头部经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来了,就能求出列车在各个位置的速度和加速度。
如图下图所示,假设磁体端部的磁感应强度
,且全部集中在端部范围内与端面垂直,磁体宽度与线圈宽度相同,且都很小,线圈匝数为
,长
,电阻
(包括引出线电阻),测量记录下的电流--位移图线如下图1所示。
(1)试计算在离O(原点)30m、130m处列车速度
和
。
(2)假设列车是匀加速直线运动,求列车加速度。
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18.有一种磁性加热装置,其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根间距相等的平行金属条组成,成“鼠笼”状,如图12-3-16所示.每根金属条的长度为l,电阻为R,金属环的直径为D、电阻不计.图中虚线所示的空间范围内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距.当金属环以角速度ω绕过两圆环的圆心的轴 OO′转动时,始终有一根金属条在垂直切割磁感线.“鼠笼”的转动由一台电动机带动,这套设备的效率为η,求电动机输出的机械功率.
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17.如图所示,da、cb为相距
的平行导轨(电阻可以忽略不计),a、b间接一个固定电阻,阻值为R,长直细金属杆MN可以按任意角
架在平行导轨上,并以匀速v滑动(平移),v的方向和da平行,杆MN有电阻,每米长的电阻值为R,整个空间充满匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直纸面(dabc平面)向里。
(1)求固定电阻R上消耗的电功率为最大时
角的值。
(2)求杆MN上消耗的电功率为最大时
角的值。
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16.如图所示,导线圆环总电阻为2R,半径为d,垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中,此磁场的左边界正好与圆环直径重合,电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O的轴匀速转动。a、b端正好与圆环保持良好接触,到图示位置时,求:
(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压;
(2)在圆环和金属棒上消耗的电功率。
15.如图所示,垂直纸面向外的磁场强弱沿y轴方向不变,沿x轴方向均匀增加,变化率为
。有一长
,宽
的矩形线框abcd以
的速度沿x轴方向匀速运动,问:(1)金属框中感应电动势多大?
(2)若金属框的电阻为
,为保持金属框匀速运动,需加多大的外力?
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14.
截面积为0.2m2的100匝电阻可以忽略不计的线圈A,处在均匀磁场中,磁场的方向垂直线圈截面,如图所示,磁感应强度为B=(0.6-0.2t)T(t为时间,以秒为单位),R1=4Ω,R2=6Ω,C=3
F,线圈电阻不计,求:
(1)闭合S2后,通过R2的电流大小和方向;
(2)S1切断后,通过R2的电量。
13.(10分)如图所示器材可用来研究电磁感应现象 及到定感应电流方向。
(1)在给出的实物图中,用实线作为导线将实验仪器连成实验电路。
(2)将线圈L1插入L2中,合上开关稳定后。能使感应电流与原电流的绕行方向相同的实验操作是 ( )
A、插入软铁棒 B、拔出线圈L1
C、使变阻器接入电路的阻值变大 D、断开开关
12.
如图所示,MN是一段光滑金属圆弧轨道,其半径为r,圆弧所对的圆心角是
。整个装置放在竖直面内,点M、O在竖直方向上,点M、O之间接有一只阻值是R的电阻,长为2r的金属杆OA(不计质量)可绕点O在导轨所在竖直平面内无摩擦转动,另一端系着质量为m的小球,若在垂直导轨平面内加一磁感强度为B的匀强磁场后,将杆OA拉到水平位置紧贴导轨自由释放,若小球到达竖直面内最低位置的速度大小是
。求流过电阻R的最大电流(不计其余部分电阻)为
。
11.
如图所示,圆环a和b的半径之比
,a、b都是用同种材料同样粗细的导线制成的,连接两圆环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感强度始终以恒定的变化率变化,那么将a环和b环分别置于同一磁场时(环面与磁场方向垂直),A、B两点的电势差之比
。
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