高中物理日光灯镇流器的作用和原理计算题

如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了Δl₁；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了Δl₂，求：

导体棒通电后受到的磁场力的大小?
若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少?

如图所示，质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余部分与接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为B，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力。

中国电磁炮研制方面与欧美西方国家在同一起跑线上，限于技术和人才原因中国电磁炮研制会稍比西方国家慢几年，但在某些技术上将会比美国电磁炮更精进。电磁炮是利用磁场对电流的作用力把电能转化为机械能，使炮弹发射出去的。如下图所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为L、质量为M的金属架上，已知金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比，当有恒定的大电流I₁通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v₁时加速度为a，当有恒定的大电流I₂通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v₂脱离金属架并离开轨道，则垂直于轨道平面的磁感强度为多少？

如图所示，将长50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通过0.4A的电流时，弹簧恰好不伸长，求：（g取10m/s²）
（1）匀强磁场中磁感应强度是多大？
（2）当金属棒中通过0.2A由a到b的电流时，弹簧伸长为1cm，如果电流方向由b到a，而电流大小不变，弹簧又伸长是多少？

所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图．一边长为L．截面为正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面积为A的小喷口，喷口离地的高度为h．管道中有一绝缘活塞，在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b，其中棒b
的两端与一电压表相连，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，当棒a中通有垂直纸面 向里的恒定电流I时，活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为s．若液体的密度为ρ，不计所有阻力，求：

活塞移动的速度；
该装置的功率；
磁感应强度B的大小

ＭＮ为一金属导线，长L＝0.5m，质量m=0.01kg，细线悬挂在B＝0.4T的匀强磁场中，如图所示，若悬线的张力为零，试求金属导线中电流的方向与大小。(g=10m/s²)

两条相距为1m的水平金属导轨上放置一根导电棒ab，处于竖直方向的匀强磁场中，如图示，导电棒的质量是1.2kg，当棒中通入2安培的电流时（电流方向是从a到b），它可在导轨上向右匀速滑动，如电流增大到4A时，棒可获得0.5m/s²的加速度。求

磁场的方向？                        
磁场的磁感强度的大小和摩擦力大小

将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。(写图边)

如图所示，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/s²。

若导轨是光滑的，为了使物体c能保持静止，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？
若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？

(14分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10^{－2 kg}

的通电直导线，电流大小I＝1 A、方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜
面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直
向上的磁场中，设t＝0时，B＝0，求需要几秒，斜面对导线的支持力为
零？(g取10 m/s²)                                                    图12

如图所示，有一根均匀的导体棒ab，长为L，质量为m，电阻为R，处于垂直于纸面、磁感强度为B的匀强磁场中。它由电阻均为R/2的两根相同的轻弹簧悬挂在水平位置。欲使开关S闭合后导体棒重新静止时，弹簧的伸长量等于S断开时弹簧伸长量的2倍，求（1）磁感强度为B的方向；（2）电源的电动势（不考虑回路其它部分的电阻和电源的内阻，且弹簧始终在弹性限度内）。

如图甲所示，在倾角的绝缘斜面上，固定一宽的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势，内阻，一质量的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，整个装置处于磁感应强度B="0.80" T，垂直于斜面向上的匀强磁场中．金属导轨光滑，导轨与金属棒的电阻不计，取，要保持金属棒在导轨上静止，求：

金属棒所受到的安培力．
通过金属棒的电流．
滑动变阻器R接入电路中的阻值．

如图所示，两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角，导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上，导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。

（1）若磁场方向垂直导轨平面向上，当电阻箱接入电路的电阻为R1时，闭合开关后，导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向；
（2）若磁场方向竖直向上，当电阻箱接入电路的电阻为R2时，闭合开关后，导体棒MN也恰能静止在导轨上，请确定MN中的电流I2的大小；
（3）导轨的电阻可忽略，而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略，求电源的电动势。

如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。此时abed构成一个边长为l的正方形，棒ab的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B₀。
⑴若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，并在图上标出电流方向；
⑵在上述⑴情况下，始终保持棒静止，当t=t₁时需施加垂直于棒的水平拉力多大？
⑶若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定的速度v向右匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？

用密度为、电阻率为、横截面积为的薄金属条制成边长为的闭合正方形框。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其它地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。
(1)求方框下落的最大速度 (设磁场区域在数值方向足够长)；
(2)当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率；
(3)已知方框下落时间为时，下落高度为，其速度为。若在同一时间内，方框内产生的热与一恒定电流在该框内产生的热相同，求恒定电流的表达式。