磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2L的正方形范圍內(nèi),一電阻為R,邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd,在水平拉力作用下沿垂直于磁感線方向以速度v勻速通過磁場,如圖所示,線框重力不計.從ab剛開始進入磁場開始計時,畫出穿過線框的磁通量隨時間的變化圖象和勻速通過磁場時所受拉力的圖象(拉力以水平向右為正方向),下面圖象中正確的有( )

A.
B.
C.
D.
【答案】分析:根據(jù)磁通量公式Φ=BS,得到磁通量與時間的關(guān)系式;由法拉第定律、歐姆定律和安培力公式推導(dǎo)出安培力與時間的關(guān)系式,再選擇圖象.
解答:解:A、B在0-時間內(nèi)線框進入磁場的過程,磁通量Φ=BLvt,Φ∝t;
-2時間內(nèi)線框完全在磁場中運動時,磁通量不變,大小為Φ=BL2
在2-3時間內(nèi)線框穿出磁場的過程,磁通量Φ=B[L2-L(t-)v]=BL2-BLvt,
根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知,A正確,B錯誤.
C、D在0-時間內(nèi),F(xiàn)=F=BIL=,方向向右;在-2時間內(nèi)線框完全在磁場中運動時,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,線框不受安培力,F(xiàn)=0;在2-3時間內(nèi)F=F=BIL=,方向向右;故C正確,D錯誤.
故選AC
點評:根據(jù)電磁感應(yīng)的知識得到磁通量與安培力表達式,再根據(jù)數(shù)學(xué)知識分析圖象,是常用的方法,關(guān)鍵要熟練掌握.
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帶電量為e的電荷,從靜止開始經(jīng)過電壓為U的電場加速后,垂直射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,經(jīng)過時間t后,其動能為
eU
eU

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如圖所示,導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi),導(dǎo)線框ab和dc的寬度為l,bc段的電阻為R,其它電阻均可忽略.ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)電桿,桿的質(zhì)量為m,桿的兩端分別與ab和cd保持良好接觸,且能沿導(dǎo)線框ab和dc無摩擦地滑動,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向與框面垂直.現(xiàn)用一恒力F豎直向上拉導(dǎo)體桿ef,當(dāng)導(dǎo)體桿ef上升高度為h時,導(dǎo)體桿ef恰好勻速上升,求:
(1)此時導(dǎo)體桿ef勻速上升的速度v的大;
(2)導(dǎo)體桿ef上升h的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q的大小.

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如圖所示,M1N1與M2N2是位于同一水平面內(nèi)的兩條平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直,ab與ef為兩根金屬桿,與導(dǎo)軌垂直且可在導(dǎo)軌上滑動,金屬桿ab上有一伏特表,除伏特表外,其他部分電阻可以不計,則下列說法正確的是( 。

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飛行時間質(zhì)譜儀可以對氣體分子進行分析.如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生質(zhì)量均為m、電荷量為ke的正離子(1≤k≤3,k取整數(shù)).離子自a板小孔進入a、b間加速電場,從b板小孔沿中心線進入M、N板間控制區(qū),上下調(diào)節(jié)探測器,接收到離子.已知a、b間距為d,極板M、N的長度和間距均為L,不計離子的重力及進入a板時的初速度.
(1)當(dāng)a、b間的電壓為U1,M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2,使離子到達探測器,請推導(dǎo)出離子自進入a板到探測器飛行時間的表達式;
(2)去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2,在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,要使所有離子均通過控制區(qū),從右側(cè)飛出,a、b間的加速電壓U1為多少?

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(1)盒內(nèi)有無電場?
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