时间:2019-07-03 00:13:47
1、简答题 如图所示,宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻.导轨cd段右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T.一根质量为m=10g,电阻r=0.1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好.现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连,将重物从图示位置由静止释放.当导体棒ab到达cd时,钩码距地面的高度为h=0.3m.已知导体棒ab进入磁场时恰做v=10m/s的匀速直线运动,导轨电阻可忽略不计,取g=10m/s2.求:
(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小
(2)挂在细线上的钩码的重力大小
(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量.
2、选择题 导体导电是导体中的自由电荷定向移动的结果,这些可以移动的电荷又叫载流子,例如金属导体中的载流子就是自由电子.现代广泛应用的半导体材料可以分成两大类,一类为N型半导体,它的载流子是电子;另一类为P型半导体,它的载流子是“空穴”,相当于带正电的粒子.如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所示,且与前后侧面垂直.长方体中通入水平向右的电流,测得长方体的上、下表面M、N的电势分别为φM、φN,则该种材料( )
A.如果是P型半导体,有φM>φN
B.如果是N型半导体,有φM<φN
C.如果是P型半导体,有φM<φN
D.如果是金属导体,有φM<φN
3、简答题 如图12-4-14所示,质量为m、边长为a的正方形金属线框自某一高度由静止下落,依次经过和两磁场区域.已知,且磁场的高度为a.线框在进入的过程中做匀速运动,速度大小为,在中加速一段时间后又匀速进入和穿出时速度恒为,求:
(1)和之比
(2)在整个下落过程中线框中产生的焦耳热.
4、计算题 磁悬浮列车是一种高速运载工具,它具有两个重要系统。一是悬浮系统,利用磁力(可由超导电磁铁提供)使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触从而减小阻力。另一是驱动系统,即利用磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用,使车体获得牵引力,下图是实验列车驱动系统的原理示意图。在水平面上有两根很长的平行轨道PQ和MN,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B。在列车的底部固定着绕有N匝相同的闭合矩形金属线圈,并且与之绝缘。整个线圈的总电阻为R,每个矩形金属线圈abcd垂直轨道的边长Lab=L,且两磁场的宽度均与金属线圈ad的边长相同(列车的车厢在图中未画出)。当两磁场B1和B2同时沿导轨方向向右运动时,金属框也会受到向右的磁场力,带动列车沿导轨运动。已知列车车厢及线圈的总质量为M,整个线圈的电阻为R。
(1)假设用两磁场同时水平向右以速度v0作匀速运动来起动列车,为使列车能随磁场运动,列车所受总的阻力大小应满足的条件;
(2)设列车所受阻力大小恒为f,假如使列车水平向右以速度v做匀速运动,求维持列车运动外界在单位时间内需提供的总能量;
(3)设列车所受阻力大小恒为f,假如用两磁场由静止沿水平向右做匀加速运动来起动列车,当两磁场运动的时间为t1时,列车也正在以速度v1向右做匀加速直线运动,求两磁场开始运动后到列车开始起动所需要的时间t0。
5、填空题 如图所示,有一弯成∠型的金属框架POQ,竖直放置的金属棒MN以v匀速在POQ上水平向右运动,已知∠POQ=30°,在POQ范围内有磁感应强度为B的匀强磁场.那么当MN从O点开始匀速运动过程中,感应电动势和时间的关系式是______.