6安培力与电磁感应

如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上，导轨电阻不计，间距

中，将质量，电阻的金属条中将质量，电阻的光滑导体棒

始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取，

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为0.1T ，方向垂直于纸面向里，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V 的电池相连，电路总电阻为2Ω，已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm ，闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm ，重力加速度大小取10m/s 2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。

．

作业1：如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流.平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ的相应变化情况是（ ）

A. 棒中的电流变大，θ角变小

B. 两悬线等长变短，θ角不变

C. 金属棒质量变大，θ角变大

D. 磁感应强度变大，θ角变小

3 子题2：如图所示，质量为m 、长度为L 、电阻为R 的导体棒MN 静止于水平导轨上，导轨中接入电动势为E 、内阻为r 的直流电源，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，方向与导轨平面成θ

角斜向下，求：

（1）导体棒中电流的方向．

（2）导体棒所受安培力的大小．

（3）导体棒受到的支持力和摩擦力的大小．

作业2：如图所示，长为L 的导线AB 放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d ，通过的电流为I ，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B ，则AB 所受的磁场力的大小为（ ）

A ．BIL

B ．BIdcosθ

C.

sin d BI D ．BIdsinθ

子题3：如图所示，平行导轨ab 、cd 所在平面与匀强磁场垂直．ac 间连接电阻R ．导体棒ef 横跨在导轨间，在导轨间的长为l ，电阻为r

，所在磁场的磁感强度为B ，方向垂直纸面向里．导轨的表面光滑，其电阻可忽略．在ef 棒以速度

v 匀速向右运动过程中，求：

（1）电阻R 中电流的方向；

（2）ef 棒发热损耗的电功率；

（3）ef 棒在运动中消耗的机械功率．

作业3: 如图所示，平行导轨间距为d ，其左端接一个电阻R .匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v 在导轨上滑行时，通过电阻R 的电流强度是( )

A.

B. C. D.

4 子题4：如图所示，质量m 1＝0.1 kg ，电阻R 1＝0.3 Ω，长度l ＝0.4 m 的导体棒ab 横放在U 形金属框架上。框架质量m 2＝0.2 kg ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。相距0.4 m 的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长，电阻R 2＝0.1Ω的MN 垂直于MM′。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.

5 T 。垂直于ab 施加F ＝2 N 的水平恒力，ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触。当ab 运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10 m/s 2。

（1）求框架开始运动时ab 速度v 的大小；

（2）从ab 开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量Q ＝0.1 J ，求该过程ab 位移x 的大小

滑动的距离x=3.8m ，此过程中ab 上产

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