如图甲所示,空间有Ⅰ区和Ⅲ区两个有理想边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图所示.两磁场区域之间有宽度为s的无磁场区域Ⅱ.abcd是由均匀电阻丝做成
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如图甲所示,空间有Ⅰ区和Ⅲ区两个有理想边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图所示.两磁场区域之间有宽度为s的无磁场区域Ⅱ.abcd是由均匀电阻丝做成
题型:西城区一模
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如图甲所示,空间有Ⅰ区和Ⅲ区两个有理想边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图所示.两磁场区域之间有宽度为s的无磁场区域Ⅱ.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L(L>s)的正方形线框,每边的电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v水平向右匀速运动,从Ⅰ区经过Ⅱ区完全进入Ⅲ区,线框ab边始终与磁场边界平行.求:
(1)当ab边在Ⅱ区运动时,dc边所受安培力的大小和方向;
(2)线框从完全在Ⅰ区开始到全部进入Ⅲ区的整个运动过程中产生的焦耳热;
(3)请在图乙的坐标图中画出,从ab边刚进入Ⅱ区,到cd边刚进入Ⅲ区的过程中,
d、a两点间的电势差U
da
随时间t变化的图线.其中E
0
=BLv.
答案
(1)dc边产生的感应电动势 E=BLv
线框中的感应电流
I=
E
4R
dc边所受的安培力 F=BIL
求得
F=
B
2
L
2
v
4R
,方向水平向左
(2)ab边经过Ⅱ区时,设电流为I
1
,所用时间为t
1
,产生的热为Q
1
有
I
1
=
E
4R
,
t
1
=
s
v
由焦耳定律 Q
1
=I
1
2
•4Rt
1
,U
da
=
1
4
BLv
从ab边进入Ⅲ区到cd边进入Ⅱ区,设电流为I
2
,所用时间为t
2
,产生的热为Q
2
,则有
I
2
=
2E
4R
,
t
2
=
L-s
v
由焦耳定律得 Q
2
=I
2
2
•4Rt
2
,U
da
=-
1
4
×2BLv=
1
2
BLv
整个过程中产生的热 Q=2Q
1
+Q
2
解得,
Q=
B
2
L
2
v(2L-s)
2R
从cd边进入Ⅱ区到cd边进入Ⅲ区,U
da
=-
1
4
BLv
(3)
画出d、a两点间的电势差U
da
随时间t变化的图线如图.
答:
(1)当ab边在Ⅱ区运动时,dc边所受安培力的大小为
B
2
L
2
v
4R
,方向水平向左;
(2)线框从完全在Ⅰ区开始到全部进入Ⅲ区的整个运动过程中产生的焦耳热是
B
2
L
2
v(2L-s)
2R
;
(3)图象如图所示.
举一反三
如图所示,竖直平面内有两根很长的金属导轨MN、PQ,处于B=0.5T的水平匀强磁场中,两导轨中连有两个电阻均为0.2Ω.额定功率均为5W的小灯泡,如图所示.质量m=50g、长L=0.5m、电阻r=0.2Ω的金属棒ab可沿导轨做无摩擦滑动,导轨电阻不计.导轨与金属棒接触始终良好.则:
(1)棒要以多大速度向上移动,才能使灯泡正常发光?
(2)若让金属棒自由下落,当速度达到稳定后灯泡能否正常发光?
题型:不详
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|
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在如图甲所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化.图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流的变化的情况.其中图线d表示的是电压表______(选填“V
1
”、“V
2
”或“V
3
”)的示数随电流变化的情况,在此过程中电压表V
1
示数变化量△U
1
和电流表示数变化量△I的比值______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
题型:闵行区三模
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如图所示电路中,电源的内电阻为r,R
1
、R
3
、R
4
均为定值电阻,电表均为理想电表.闭合电键S,当滑动变阻器R
2
的滑动触头P向右滑动时,电表的示数都发生变化,电流表和电压表的示数变化量的大小分别为△I、△U,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大
B.电流表示数变小
C.
△U
△I
<r
D.
△U
△I
>r
题型:普陀区三模
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|
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如图所示为火警报警装置的部分电路,其中ε为电源,r为电源内阻,R
2
是半导体热敏电阻传感器,它的电阻阻值随温度升高而减小,R
1
、R
3
是定值电阻.a、b两端接报警器.当传感器R
2
所在处出现火险险情时,与险情出现前相比,a、b两端电压U______,电流表中的电流I______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
题型:普陀区三模
难度:
|
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在如图所示的电路图中,电流表A和电压表V均可视为理想电表.现闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P向左移动,下列结论正确的是( )
A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大
B.小灯泡L变亮
C.电容器C上的电荷量减小
D.电源的总功率变大
题型:南京一模
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