2014年全国卷B题25
25.(19 分)半径分别为 和
的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为
、质量为
且质量分布均匀的直导体棒
置于圆导轨上面,
的延长线通过圆导轨中心
,装置的俯视图如图所示。整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为
,方向竖直向下。在内圆导轨的
点和外圆导轨的
点之间接有一阻值为
的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度
绕
逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为
,导体棒和导轨的电阻均可忽略。重力加速度大小为
。求∶
(1)通过电阻 的感应电流的方向和大小;
(2)外力的功率。
2015年天津卷题11
11.(18分)如图所示,“凸”字形硬质金属线框质量为,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,
边长为
,
边长为
,
与
平行,间距为
。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,
边到磁场上边界的距离为
,线框由静止释放,从
边进入磁场直到
、
边进入磁场前,线框做匀速运动。在
、
离开磁场后,
边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为
。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且
、
边保持水平,重力加速度为
。求∶
(1)线框边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是
边刚进入磁场时的几倍;
(2)磁场上下边界间的距离。
2011年海南卷题16
如图,和
是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,
和
是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为
和
。竖直向上的外力
作用在杆
上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为
,导轨间距为
。整个装置处在磁感应强度为
的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为
。在
时刻将细线烧断,保持
不变,金属杆和导轨始终接触良好。求
(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度。
2011年上海卷题32
32.(14分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长,两导轨间距
,导轨倾角为
,导轨上端
接一阻值
的电阻,磁感应强度
的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值
,质量
的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端
处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热
。求:
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功
(2)金属棒下滑速度
(3)为求金属棒下滑的最大速度
由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。
2012年天津卷题11
11.(18分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距 ,左端接有阻值
的电阻。一质量
,电阻
的金属棒
放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度
。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以
的加速度做匀加速运动,当棒的位移
时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比
。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻的电荷量
;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热 ;
(3)外力做的功。
2014年江苏卷~电磁学大题
如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为,长为
,导轨平面与水平面的夹角为
,在导轨的中部刷有一段长为
的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为
,方向与导轨平面垂直。质量为
的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为
,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。求:
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数
(2)导体棒匀速运动的速度大小
(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热
2014年天津卷题11
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 的斜面上,导轨电阻不计,间距
,导轨所在空间被分成区域
和
,两区域的边界与斜面的交线为
,
中的匀强磁场方向垂直斜面向下,
中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为
。在区域
中,将质量
, 电阻
的金属条
放在导轨上,
刚好不下滑。然后,在区域
中将质量
, 电阻
的光滑导体棒
置于导轨上,由静止开始下滑,
在滑动过程中始终处于区域
的磁场中,
、
始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取
,问
(1)下滑的过程中,
中的电流方向;
(2)刚要向上滑动时,
的速度
多大?
(3)从开始下滑到
刚要向上滑动的过程中,
滑动的距离
,此过程中
上产生的热量
是多少?