高中物理日光灯镇流器的作用和原理试题

如图所示，abcd为一个闭合矩形金属线框，图中虚线为磁场右边界(磁场左边界很远)，它与线圈的ab边平行，等分bc边，即线框有一半位于匀强磁场之中，而另一半位于磁场之外，磁感线方向垂直线框平面向里．线框以ab边为轴匀速转动.t=O时的位置如图所示，在右面的坐标系上定性画出转动过程中线框内感应电流随时间变化的图像(只要求画出一个周期)．
   

如图所示，一个边长为a，电阻为R的等边三角形，在外力作用下以速度v匀速的穿过宽度均为a的两个匀强磁场，这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反，线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直，取逆时针方向为电流的正方向，试通过计算，画出从图示位置开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象

如图甲所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计．整个装置分别处在如图乙所示的各匀强磁场中，其中不可能使金属细杆处于静止状态的是(     )
 

在匀强磁场中有一用相同材料制成的导体框abc,b为半圆弧的顶点。磁场方向垂直于导体框平面，在ac两端接一直流电源，如图所示，则：（     ）

A．导体框abc所受安培力的合力为零

B．导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上

C．导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向下

D．导体框abc的圆弧段所受安培力为零

如图所示，P、Q为足够长的光滑平行固定导轨，两者之间的距离为L=20cm，其电阻不计。导轨所在平面有沿竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5T，导轨右端连接着一电路，其中R₁=10Ω，R₂=20Ω，R₃=15Ω，R₄=25Ω，平行板电容器板间距离d="10cm" ，电容C=5μF，板间有一质量为m=1.0×10^-８kg，带电量为q=-0.5×10^-８ C的带电液滴。导体棒ab的电阻不计，质量为M=0.5kg，垂直于导轨PQ放置且与之良好接触，在外力作用下，ab始终沿水平方向向左做匀速直线运动。当开关S接通位置1时，带电液滴恰好处于静止状态。试回答以下问题：（重力加速度g=10m/s²）
（1）判断导轨平面内磁感线的方向，要求简要说明理由。
（2）求外力做功的功率。
（3）计算当开关由位置1转换到位置2时，带电液滴的加速度及流过电容器的电量。

如图所示，两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于竖直的xO_y平面内，导轨与竖直轴Y平行，其一端接有阻值为R的电阻。在y>O的一侧整个平面内存在着与xO_y平面垂直的非均匀磁场，磁感应强度B随Y的增大而增大，B=ky，式中的k是一常量。一质量为m的金属直杆MN与金属导轨垂直，可在导轨上滑动。当t=0时金属杆MN位丁y=0处，速度为Ⅶ方向沿y轴的正方向。在MN向上运动的过程中，有一平行y轴的拉力F作用于金属杆MN上，以保持其加速度方向竖直向下，大小为重力加速度g。设除电阻R外，所有其他电阻都可以忽略。
问：（1）当金属杆的速度大小为时，同路中的感应电动势多大?
（2）金属杆在向上运动过程中拉力F与时间t的关系如何?

如图所示，在倾角为30⁰的光滑斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG，OH∥CD∥FG，∠DEF=60⁰，。一根质量为m的导体棒AB在电机牵引下，以恒定速度v₀沿OH方向从斜面底端开始运动，滑上导轨并到达斜面顶端， AB⊥OH。金属导轨的CD、FG段电阻不计，DEF段与AB棒材料与横截面积均相同，单位长度的电阻均为r，O是AB棒的中点，整个斜面处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。求：

(1) 导体棒在导轨上滑动时电路中电流的大小；
(2) 导体棒运动到DF位置时AB两端的电压；
(3) 将导体棒从底端拉到顶端电机对外做的功。

用粗细均匀的绝缘导线折成一个圆环，环内用相同绝缘导线折成的内接正方形，把它们放在均匀变化的磁场中，磁场方向和它们所在的平面垂直，已测得圆环中产生的感应电流mA，求：
①正方形和圆环的电阻之比
②正方形中所产生的感应电流

如图所示，在同一水平面内有相互平行的两条滑轨MN和PQ相距0.5m，垂直于滑轨平面竖直向上的匀强磁场的磁感强度B=1T，垂直于滑轨放置的金属棒ab和cd的质量分别为1 kg和2kg,每根金属棒的电阻均为1，其它电阻不计，ab、cd与滑轨间的动摩擦因数=0.5，问:   
(1)当作用在cd上的拉力F的功率为多少时，才能使ab棒以=10m／s的速度做匀速直线运动?   
(2)若令棒cd突然停止运动后，ab棒继续运动直到停止的过程中(ab与cd的距离足够大,使得ab与cd不会相碰)，通过其横截面的电量为1.9C，则在此过程中两根金属棒共消耗的电能是多少？   

用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L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，其他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B。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v_m（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P；
（3）已知方框下落时间为t时，下落高度为h，其速度为v_t（v_t<v_m）。若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I₀在该框内产生的热相同，求恒定电流I₀的表达式。

如图所示，一矩形金属框架与水平面成=37°角，宽L =0.4m，上、下两端各有一个电阻R₀=2Ω，框架其它部分的电阻不计，框架足够长，垂直于金属框平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T．ab为金属杆(长恰为0.4m)，与框架良好接触，其质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω，杆与框架的动摩擦因数μ＝0.5．杆ab由静止开始下滑，到速度恰好达到最大的过程中，框架上端电阻R₀中产生的热量Q₀=0.5J．（sin37°=0.6，cos37°=0.8），取g=10m/s²。求：
（1）流过R₀的最大电流
（2）ab杆在加速过程中沿斜面下滑的距离
（3）在1s时间内通过杆ab横截面的最大电量

（1）回路中感应电流的大小是多少?方向如何?
（2）cd杆运动的加速度大小； 
（3）当cd杆与ab杆间距由0.5m变化到4.5rn时，力F₂对ab杆做的功.

（1）线圈中产生的感应电动势的最大值；
（2）电流表的读数；
（3）线圈转过一周的过程中，整个回路中产生的焦耳热。

如图，在竖直向上的匀强磁场中，有两根水平放置的相距为L=0.5m的光滑平行导轨，其左端接一电阻为，将一金属棒垂直导轨放置，用一水平轻绳跨过定滑轮将金属棒与一重物相连接。若重物从距地面h=2m处由静止开始下落，假设在重物落地前，金属棒与重物均已做匀速直线运动。已知：磁感应强度为B=2T，导体棒和重物的质量均为m=0.4kg，不计导轨和导体棒的电阻，不计滑轮的质量和摩擦，重物与地面碰后不反弹，导体棒始终未脱离磁场和导轨g=10m／s²。求：在金属棒开始水平向右运动到静止的过程中
(1)导体棒运动的最大速度；
(2)电阻R上产生的焦耳热；
(3)通过电阻R的总电量。

.如图所示，质量为m的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平的导轨滑行，两轨间距为L，导轨一端与电阻R连接，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。杆从x轴原点O以大小为v₀的水平初速度向右滑行，直到停下。已知杆在整个运动过程中速度v和位移x的函数关系是：v＝v₀－。杆与导轨的电阻不计。

（1）试求杆所受的安培力F随其位移x变化的函数式；
（2）分别求出杆开始运动和停止运动时所受的安培力F₁和F₂；
（3）证明杆在整个运动过程中动能的增量DE_k等于安培力所做的功W；
（4）求出电阻R所增加的内能DE。