高中物理日光灯镇流器的作用和原理综合题

(12分)如图所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻R₀＝0.5 Ω，长L＝0.3 m，导轨一端串接一电阻R＝1 Ω，匀强磁场磁感应强度B＝2 T，当ab以v＝5 m/s向右匀速运动过程中，求：

(1)ab间感应电动势E
(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小
(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q

如图所示是一种电磁泵的原理图，截面为矩形的导管PQ是运送导电液体用的，它的截面长为A．宽为b．导管的上、下两面有两块导体C．D，处于相对的位置，分别与电源的正、负极相连，通过的电流大小为I．导管的其他部分都是绝缘的．导管的通电部分位于匀强磁场中，磁场的方向与电流方向垂直，水平向右，大小为B，磁场区域的宽度为l．设液体在导管内流动时受到的阻力f的大小跟液体的流动速度v成正比，比例系数为k(即f=kv)．

(1)导管内导电液体向哪个方向流动，稳定的流动速度v₀多大？
(2)已知导管内液体单位体积内的参与导电的自由电荷的数目为n、每个自由电荷的电荷量为q．求参与导电的自由电荷定向移动的平均速率．
 

（1）求导体棒所达到的恒定速度v₂；
（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？
（4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图B。所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为v_t，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

（1）圆环下落速度为v时的电功率；
（2）圆环下落的最终速度；
（3）当下落高度为h时，速度达最大，求从开始下落到此时圆环消耗的电能

（1）如果缓冲车以速度v₀与障碍物碰撞后滑块K立即停下，请判断滑块K的线圈中感应电流的方向，并计算感应电流的大小；
（2）如果缓冲车与障碍物碰撞后滑块K立即停下，为使缓冲车厢所承受的最大磁场力不超过F_m，求缓冲车运动的最大速度；
（3）如果缓冲车以速度v匀速运动时，在它前进的方向上有一个质量为m₃的静止物体C，滑块K与物体C相撞后粘在一起，碰撞时间极短。设m₁=m₂=m₃=m，在cd边进入磁场之前，缓冲车（包括滑块K）与物体C已达到相同的速度，求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。

（1）匀速时线框运动的速度v1、v₂分别多大？
（2）在两次匀速运动的过程中，ab导线中产生的多少焦耳热？
（3）在两次匀速运动的过程中，ab导线中共通过多少库仑的电量？

通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角，且与导体棒垂直，已知棒与导轨垂直，且与导轨间动摩擦因数为μ，求棒受到的弹力和摩擦力大小，并绘制图示，标明棒中电流方向及所受各力的方向．

 

两根足够长的平行金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，方向竖直向下，导轨的电阻忽略不计，导轨间的距离为L，两根质量均为m的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆接入回路的电阻都为R，在开始时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行，大小为F的恒力作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。
(1)若某时刻甲的速度为v₁，乙的速度为v₂，求此时乙的加速度大小a_乙；
(2)求由两金属杆与两金属导轨构成的回路中的最大感应电动势E。

如图12所示，一个被x轴与曲线方程（m）所围的空间中存在着匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.2T。正方形金属线框的边长是L=0.40m，电阻是R=0.1Ω，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，线框以v=10m/s的速度水平向右匀速运动。试求：
（1）拉力F的最大功率是多少？
（2）拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？

如图所示，水平放置的长直导体框架宽L=0.5m，框架上接一电阻R=1.5Ω，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.5T，导体AB可无摩擦沿框架滑动，AB电阻r=0.5Ω，当以速度V=8.0m/s向右运动时。

求：(1)电阻R的功率P
(2)维持导体AB匀速运动的外力大小F

如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，磁感应强度B，金属块的厚度为d，高为h，当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为多少？（上下两面M、N上的电压分别为U_M、U_N）

AB、CD是两足够长的导轨，AD=L，匀强磁场与导轨面垂直， 磁感应强度为B，导体AD间连一电阻R，导体ab质量为m，框架和导体电阻不计，如图，Ｕ形框架平面与水平面成θ角，摩擦系数为μ，则ab棒下滑的最大速度是多少？
 

如图所示，、为“”型的平行光滑金属导轨，轨道足够长电阻不计，宽度为，其中、段等长且表面光滑绝缘，轨道斜面与水平面的夹角为θ。轨道所在空间有一竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场。在上轨道的底端有一固定绝缘挡板。现有质量均为，电阻均为的细金属杆和，将放在挡板上，杆从下轨道的顶端由静止释放。
（1）若杆刚滑出绝缘段时，杆对挡板恰
无压力，求此时杆的速度大小；   
（2）若延长绝缘段的长度，使杆进入导电
段时的速度大小为。
①求杆匀速时的速度大小；
②从杆刚开始运动起至、杆的速度比
为时，系统重力势能减少了，求整个过程中回路产生的焦耳热

如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平面上，整个空间存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，有一长为L质量为m的通电直导线垂直纸面水平放置在斜面上恰能保持静止，试判断通电直导线的电流方向并求出电流的大小。（已知重力加速度为g）