如图所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域,磁场的磁感强度大小为B=0.6T.边长为L=0.5m的正方形金属框abcd(以下简称方框)被固定在光
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如图所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域,磁场的磁感强度大小为B=0.6T.边长为L=0.5m的正方形金属框abcd(以下简称方框)被固定在光
题型:杨浦区模拟
难度:
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如图所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域,磁场的磁感强度大小为B=0.6T.边长为L=0.5m的正方形金属框abcd(以下简称方框)被固定在光滑的绝缘水平面上,其外侧套着一个质量为m=0.4kg、与方框边长相同的U型金属框架MNPQ(以下简称U型框),U型框与方框之间接触良好且无摩擦.NP、bc、ad三边的电阻均为r=0.2Ω,其余部分电阻不计.U型框从图示位置开始以初速度v
0
=1.2m/s向右以a=-1.5m/s
2
作匀变速运动.问:.
(1)开始时流过U型框的电流大小和方向如何?
(2)开始时方框上ad边的热功率多大?
(3)当U型框NP边与方框bc边间的距离为0.29m时作用在U型框上的外力大小和方向如何?
答案
(1)开始时线框产生的感应电动势为E=BLv
0
=0.6×0.5×1.2V=0.36V
回路总电阻R
总
=r+
r
2
=0.3Ω
回路总电流
I
总
=
E
R
总
=
0.36
0.3
A=1.2A
由右手定则判断得知:流过U型框的电流方向Q→P→N→M.
(2)流过ad的电流大小 I
ad
=
1
2
I
总
=0.6A
所以ad边的热功率为P
ad
=
I
2ad
r
=0.6
2
×0.2W=0.072W
(3)设U型框运动到位移x时速度为v
t
,则根据运动学公式有
v=
v
20
-2ax
此时感应电动势 E=BLv=BL
v
20
-2ax
感应电流 I=
E
R
总
=
BL
v
20
-2ax
R
总
经过此位置时的安培力大小:F
A
=BIL=
B
2
L
2
v
20
-2ax
R
总
由于U型框作匀变速运动,当它向右经过此位置时,有
F+F
A
=ma
得 F=ma-F
A
=ma-
B
2
L
2
v
20
-2ax
R
总
代入解得,F=0.33N,方向向左;
当它向右经过此位置时,有
F-F
A
=ma
则得F=ma+F
A
=ma+
B
2
L
2
v
20
-2ax
R
总
代入解得F=0.87N,方向向左.
答:
(1)开始时流过U型框的电流大小是1.2A,方向为Q→P→N→M.
(2)开始时方框上ad边的热功率是0.072W.
(3)当U型框NP边与方框bc边间的距离为0.29m时:当它向右经过此位置时,外力大小为0.33N,方向向左;当它向左经过此位置时,外力大小为0.87N,方向向左.
举一反三
如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,金属棒AD长0.4m,与框架宽度相同,电阻R=
1
3
Ω,框架电阻不计,电阻R
1
=2Ω,R
2
=1Ω.当金属棒以5m/s速度匀速向右运动时,求:
(1)流过金属棒的感应电流为多大?
(2)若图中电容器C为0.3μF,则电容器中储存多少电荷量?.
题型:济宁一模
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|
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利用气体自激导电发光的霓虹灯,加上80V以上的电压才会点亮.利用图示1电路,可以在短时间内点亮霓虹灯.已知干电池电动势6V,内阻5Ω,线圈电阻35Ω,电路中线圈以外回路的电感可忽略不计.先开关闭合,经过一段时间,回路中电流为一定值;再断开开关,霓虹灯短时间内点亮,其I--U特性曲线如图2所示.试求:
(1)闭合开关后,电路中的稳定电流值;
(2)在图中标出断开开关瞬间,流过霓虹灯的电流方向
(3)断开开关瞬问,线圈产生的感应电动势.
题型:南通模拟
难度:
|
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如图所示,OA与OCA为置于水平面内的光滑金属导轨,OCA导轨满足曲线方程y=1.0sin(
π
3
x)m,c为曲线的最高点,OA导轨与OCA导轨分别在O点和A点接有阻值R
1
=3.0Ω和R
2
=6.0Ω体积可忽略的定值电阻.在xOy平面内存在B=0.2T的匀强磁场,方向如图.现有一长1.5m的金属棒在水平外力F作用下以速度v=5.0m/s水平向右匀速运动,设棒与两导轨始终接触良好,其余电阻不计,求:
(1)金属棒在导轨上运动时R
1
的最大功率;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒滑过导轨OA的过程,外力所做的功.
题型:和平区一模
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|
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有R
1
、R
2
、R
3
、R
4
四个电阻,其中三个电阻的阻值相等,只有一个电阻的阻值较大.为了找出阻值较大的这个电阻,某同学设计了如图所示的电路,当开关S闭合时,电流表G中有从b流向a的电流.则下列分析正确的是( )
A.阻值较大的电阻一定是R
1
和R
2
中的一个
B.阻值较大的电阻一定是R
3
和R
4
中的一个
C.阻值较大的电阻一定是R
1
和R
4
中的一个
D.阻值较大的电阻一定是R
2
和R
3
中的一个
题型:淮安模拟
难度:
|
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1
=120W和P
2
=180W,考虑到传动摩擦以及电机发热等各种因素造成的损耗,电动自行车行驶时的功率为输入功率的80%,如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力与行驶速率和自行车对地面的压力都成正比,即F
f
=kmgv,其中k=5.0×10
-3
s•m
-1
,g取10m/s
2
.求:
(1)该电动自行车分别选用两档行驶时,行驶的最长时间分别是多少?
(2)电动自行车在平直公路上能到达的最大速度.
(3)估算选用“功率高档”时电动自行车在平直公路上的最大行程.
题型:不详
难度:
|
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