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高中物理稳恒电流各地方试卷集合汇编及解析一、稳恒电流专项训练1.如图10所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,相距为L1 ,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中.一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动.质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于倾斜角θ=30°的光滑绝缘斜面上(ad∥MN,bc∥FG,ab∥MG, dc∥FN,两顶点a、d通过细软导线与导轨P、Q相连,磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直斜面向下,金属框恰好处于静止状态.不计其余电阻和细导线对a、d点的作用力. (1)通过ad边的电流Iad是多大? (2)导体杆ef的运动速度v是多大?
【答案】(1【解析】
3mg3mgr (2 8B2L8B1B2dL试题分析:(1设通过正方形金属框的总电流为I,ab边的电流为Iab,dc边的电流为Idc, 有Iab=Idc=3I ①
41I ②
4金属框受重力和安培力,处于静止状态,有mg=B2IabL2+B2IdcL2 ③
3mg④ 由①~③,解得Iab=4B2L2mg(2由(1可得I=⑤
B2L2设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有E=B1L1v ⑥
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R,则R=根据闭合电路欧姆定律,有I=3r ⑦
4E⑧
R3mgr⑨ 由⑤~⑧,解得v=4B1B2L1L2考点:受力分析,安培力,感应电动势,欧姆定律等.
2.如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨电阻可忽略,重力加速度为g.在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好.求:
(1细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比; (2两杆分别达到的最大速度. 【答案】(1)【解析】 【分析】
细线烧断前对MN和M'N'受力分析,得出竖直向上的外力F=3mg