高中物理日光灯镇流器的作用和原理综合题

如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B。一质量为m，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R₀，不计导轨的电阻。
（1）当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R多大？
（2）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s的过程中所需的时间为多少？
（3）先把开关K接通2，待ab达到稳定速度后，再将开关K接到3。试通过推导，说明ab棒此后的运动性质如何？求ab再下落距离s时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器还没有被击穿）

如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B₀=1T，并且以0.5T/s在变化，光滑的水平导轨宽为L=0.8m，电阻不计，在导轨上d=1m处有一导体棒ab，其电阻r=0.2Ω，并用水平细线通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物，固定电阻R=0.8Ω，求经过多长时间重物将被提起。（取g=10m/s²）

(1)若棒中通有I="2.0" A向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；
(2)改变通过金属棒的电流大小，使细线对金属棒的拉力恰好为零，求此时棒中电流的大小。

如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.20T，OCA金属导轨
与OA金属直导轨分别在O点和A点接一阻值为R₁=3.0Ω和R₂=6.0Ω体积可忽
略的定值电阻，导轨OCA的曲线方程为 y=1.0sin（m)，金属棒ab平行于y 轴，
长为1.5m，以速度v="5.0" m/s水平向右匀速运动（b点始终在Ox轴上），设金属
棒与导轨接触良好,摩擦不计，电路中除了电阻R₁和R₂外，其余电阻均不计，求：

（1）金属棒在导轨上运动时R₁的最大功率
（2）金属棒在导轨上从x=0到x=3m的运动过程中，外力必须做的功。

如图11所示，水平放置的光滑平行金属导轨宽度L=0.2m，质量为0.1㎏的金属导线ab垂直于导轨放在其上。整个装置放在方向竖直向下，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中。ab直导线在F=2N的水平向右的恒力作用下由静止开始向右运动，电路的总电阻R=0.05Ω。求：
（1）导体棒运动的最大速度是多大？
（2）ab导线运动速度v=5m/s时，ab的加速度是多大？
（3）当ab达到最大速度时，撤去恒力F，以后感应电流在电阻R上还能产生多少热量？

如图所示，有一磁感强度B=0.5T的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑．已知ab长10cm，质量为0.1kg，电阻为0.1Ω，框架电阻及摩擦不计，取g=10m/s²．求：

(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度；
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率．

如图所示，在磁感应强度B＝0.2 T、方向与纸面垂直的匀强磁场中，有水平放置的两平行导轨ab、cd，其间距l＝50 cm，a、c间接有电阻R．现有一电阻为r的导体棒MN跨放在两导轨间，并以v＝10 m/s的恒定速度向右运动，a、c间电压为0.8 V，且a点电势高．其余电阻忽略不计．问：

⑴导体棒产生的感应电动势是多大？
⑵通过导体棒电流方向如何？磁场的方向是指向纸里，还是指向纸外?
⑶R与r的比值是多少？

如图所示，一束波长为λ的强光射在金属板P的A点发生了光电效应，能从A点向各个方向逸出不同速度的光电子。金属板P的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，范围足够大，在A处上方L处有一涂荧光材料的金属条Q，并与P垂直。若有一细光束射到A处，金属条Q受到光电子的冲击而出现荧光的部分集中在CD间，且CD=L，光电子质量为m、电荷量为e，光速为c，则
（1）金属板P逸出光电子后带什么电？
（2）计算P金属板发生光电效应的逸出功W
（3）从D点飞出的光电子中，在磁场中飞行的最短时间是多少？

如图甲所示，质量为m=50g，长L=10cm的铜棒，用长度也为L的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度θ＝37°，求此棒中通入的恒定电流的大小．
某同学的解法如下：铜棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图乙所示．

F做功为：
重力做功为：
由动能定理得：
解得 
该同学的解答正确吗？如果正确请说明理由；如果该同学的解答错误，请给出你认为正确的解答．

在磁感应强度为2.0T的匀强磁场中，放一条与磁场方向垂直的长度为0.5m的通电导线，导线中的电流为4.0A．这段导线在与磁场方向垂直的光滑绝缘水平面内，沿安培力的方向从静止开始移动了3.0m．试求：
⑴导线在磁场中受到的安培力大小；
⑵安培力对导线所做的功；
⑶导线获得的动能．

如图所示，导体棒长Ｌ=0.2m、电阻r=0.1Ω，放在位于水平面内间距也为L光滑无限长的平行金属导轨上，两导轨左端接一负载电阻R＝0.4Ω和一个C＝2×10^-10F的电容器。一匀强磁场B=0.5T，方向垂直于导轨所在平面向上。开始时开关S断开，导体棒在一个平行于导轨的恒定外力F=0.10Ｎ作用下匀速向右运动，导轨电阻忽略。
（1）求棒匀速运动时的速度；
（2）若开关S闭合，达到稳定后，求电容器的带电量，指出A板带何种电荷。

（1）导线受到的安培力大小和方向
（2）从静止开始运动2s，导线的末速度大小

面积S = 0.2m²、n = 100匝的圆形线圈，处在如图9-12所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，线圈电阻r = 1Ω，求：

（1）通过R的电流大小和方向
（2）电容器的电荷量。

在倾角=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势E=12V、内阻不计的电池．垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数为，整个装置放在磁感应强度B＝0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中（如图11.2-５）．当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g＝10m/s²）