(2002?河南)如圖所示,半徑為R、單位長(zhǎng)度電阻為λ的均勻?qū)w圓環(huán)固定在水平面上,圓環(huán)中心為O.勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直水平面方向向下,磁感強(qiáng)度為B.平行于直徑MON的導(dǎo)體桿,沿垂直于桿的方向向右運(yùn)動(dòng).桿的電阻可以忽略不計(jì),桿與圓環(huán)接觸良好,某時(shí)刻,桿的位置如圖,∠aOb=2θ,速度為v,求此時(shí)刻作用在桿上安培力的大。
分析:根據(jù)幾何關(guān)系求出此時(shí)導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度,注意外電路為弧acb和弧adb的電阻并聯(lián),求出總電阻,進(jìn)一步求出電流值,即可算出安培力的大。
解答:解:如圖所示,桿切割磁力線時(shí),ab部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
    E=vB(2Rsinθ)             ①
此時(shí)弧acb和弧adb的電阻分別為2λR(π-θ)和2λRθ,它們并聯(lián)后的電阻為:
  r=
2λRθ(π-θ)
π
              ②
桿中的電流為:I=
E
r
             ③
作用在桿上的安培力為:F=IB(2Rsinθ)         ④
由以上各式解得?F=(
2πvB2R
λ
)(
sin2θ
θ(π-θ)
)

故此時(shí)刻作用在桿上安培力的大小為:F=(
2πvB2R
λ
)(
sin2θ
θ(π-θ)
)
點(diǎn)評(píng):電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問(wèn)題,關(guān)鍵是弄清電源和外電路的構(gòu)造,然后根據(jù)電學(xué)知識(shí)進(jìn)一步求解.
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(2002?河南)如圖所示,在原來(lái)不帶電的金屬細(xì)桿ab附近P處,放置一個(gè)正點(diǎn)電荷.達(dá)到靜電平衡后,( 。

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(2002?河南)如圖中a、b、c為三個(gè)物塊,M、N為兩個(gè)輕質(zhì)彈簧,R為跨過(guò)光滑定滑輪的輕繩,它們連接如圖所示并處于平衡狀態(tài)( 。

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(2002?河南)如圖(a)所示,A、B為水平放置的平行金屬板,板間距離為d(d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬).在兩板之間有一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)P.已知若在A、B間加電壓Uo,則質(zhì)點(diǎn)P可以靜止平衡.現(xiàn)在A、B間加上如圖(b)所示的隨時(shí)間t變化的電壓u.在t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于A、B間的中點(diǎn)處且初速為零.已知質(zhì)點(diǎn)P能在A、B之間以最大的幅度上下運(yùn)動(dòng)而又不與兩板相碰,求圖(b)中u改變的各時(shí)刻t1、t2、t3及tn的表達(dá)式.(質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始從中點(diǎn)上升到最高點(diǎn),及以后每次從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)或從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,電壓只改變一次.)

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