(12分)如图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,在其外部产生一个中心辐射磁场(磁场水平向外),其大小为(其中为辐射半径——考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离,
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(12分)如图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,在其外部产生一个中心辐射磁场(磁场水平向外),其大小为(其中为辐射半径——考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离,
题型:不详
难度:
来源:
(12分)如图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,在其外部产生一个中心辐射磁场(磁场水平向外),其大小为
(其中
为辐射半径——考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离,
为常数),设一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R(大于圆柱形磁铁的半径),制成铝环的铝丝其横截面积为S,铝环由静止下落通过磁场,下落过程中铝环平面始终水平,已知铝丝电阻率为
,密度为
,当地重力加速度为g,试求:
(1)铝环下落的速度为v时铝环的感应电动势是多大?
(2)铝环下落的最终速度
是多大?
(3)如果从开始到下落高度为h时,速度最大,经历的时间为t,这一过程中电流的有效值I
0
是多大?
答案
(1)
(2)
(3)
解析
试题分析:(1)由题意知圆形铝环所在处的磁感应强度为
铝环有效切割长度为其周长,即
当铝环速度为v时,切割磁感线产生的电动势为
(2分)
(2)当铝环加速度为零时,有最大速度
,根据题意有:
铝环的电阻R
0
为
(1分)
铝环的质量
(1分)
铝环中的电流为
此时安培力
(2分)
由平衡条件可知
(2分)
联立解得
(1分)
(3)由能量守恒定律得
(2分)
解得
(1分)
点评:难题。本题首先要立即磁场的分布情况,如何把圆环等效成一个杆切割磁感线,其次最终稳定时肯定是重力和安培力等大反向,第三求电流的有效值用电流的热效应。
举一反三
如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,两导轨间的距离L 。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B =" K" t。在t=0时刻,一金属杆紧靠在导轨的端点P、Q,在外力作用下,杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,则在t 时刻闭合回路的感应电动势的大小为
(用K、L、a、t表示)
题型:不详
难度:
|
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如图,线框用裸导线组成,cd、ef两边竖直放置且相互平行,裸导体ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动,而导体棒ab所在处为匀强磁场B
2
=2T,已知ab长L=0.1m,整个电路总电阻R=5
。螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1m
2
。在螺线管内有图示方向磁场B
1
,若
=10T/s均匀增加时,导体棒恰好处于静止状态,试求:(g=10m/s
2
):
(1)通过导体棒ab的电流大小?
(2)导体棒ab质量m为多少?
题型:不详
难度:
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如图所示,光滑导轨水平放置,导轨电阻不计,左端连接一个固定电阻。金属杆在恒力作用下由静止开始从AC位置向右运动,进入右侧第一个匀强磁场后立即作匀速直线运动,然后经过无磁场区域进入第二个匀强磁场区域,刚进入磁场再次作匀速直线运动。已知第一个匀强磁场的磁感应强度为第二个匀强磁场的磁感应强度的
倍,DF、FH、HP间距离相同。求:
(1)金属杆第一次匀速与第二次匀速运动的速度之比?
(2)AD、FH的距离之比?
(3)第一次经过匀强磁场系统的生热量与第二次经过匀强磁场系统的生热量之比?
题型:不详
难度:
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产生感应电流的根本条件是( )
A.导体相对磁场运动
B.导体做切割磁感线运动
C.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动
D.穿过闭合电路的磁通量发生变化
题型:不详
难度:
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用图示的装置做实验,其中线圈A、干电池、滑动变阻器和开关连成一个回路,线圈B与电流表连成另一个闭合回路。闭合第一个回路的开关之后,下列哪种情况下,电流表的指针会发生偏转
A.变阻器的滑片位置固定不动 B.变阻器的滑片移动的过程中
C.线圈A在线圈B中静止不动 D.线圈A放在线圈B的外面静止不动
题型:不详
难度:
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