如图甲所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段
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如图甲所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段
题型:不详
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如图甲所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B
0
,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图乙所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t
0
滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求0到时间t
0
内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B
0
的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
答案
(1)感应电流的大小和方向均不发生改变。因为金属棒滑到圆弧任意位置时,回路中磁通量的变化率相同。 (2分)
(2)0—t0时间内,设回路中感应电动势大小为E0,感应电流为I,感应电流产生的焦耳热
为Q,由法拉第电磁感应定律:
(1分)
根据闭合电路的欧姆定律:
(1分)由焦定律及②③有:
(2分)
(3)设金属进入磁场B0的瞬间,速度为v,
金属棒在圆弧区域下滑的过程中,机械能守恒:
(1分)
根据法拉第电磁感应定律,金属棒进入
磁场B0区域瞬间产生的感应电动势大小为E,则:
方向为
(1分)
而左端磁场的感应电动势为
,方向为
由闭合电路欧姆定律,求得感应电流:
(1分)
根据⑦讨论:I.当
时,I=0;(1分)
II.当
时,
,方向为
;(1分)
III.当
时,
,
方向为
。(1分)
解析
略
举一反三
作用在导电液体上的安培力能起到推动液体流动的作用,这样的装置称为电磁泵,它在医学技术上有多种应用,血液含有离子,在人工心肺机里的电磁泵就可作为输送血液的动力。某电磁泵及尺寸如图所示,矩形截面的水平管道上下表面是导体,它与磁感强度为B的匀强磁场垂直,并有长为l的部分在磁场中,当管内充满血液并通以横穿管子的电流时血液便能向前流动。为使血液在管内不流动时能产生向前压强P,电流强度应调节为
。由于血液的特殊性,在电流方向上单位截面承受的电流强度不能超过I
/
,若其他条件不变,匀强磁场的宽度l至少为
。
题型:不详
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|
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如图13所示,水平放置的两根平行金属轨道相距0.2m,上面有一质量为0.04㎏的均匀金属棒ab,电源电动势为6V、内阻为0.5
,滑动变阻器调到2.5
时,要在金属棒所在位施加一个磁感应强度大小为
T、方向为
的匀强磁场,才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零。
(g取10m/s
2
)
题型:不详
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如图所示,矩形线圈的匝数为N=100匝,ab边长为0.4m,bc边长为0.2m。整个线圈的电阻R=1欧,在B=1T的匀强磁场
中,以短边中点的连线为轴逆时针转动,w=50rad/s。求:
(1)、线圈从图示位置转动90度过程中的平均电动势。
(2)、线圈转过90度时的瞬间电动势。
题型:不详
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下列关于感应电动势的说法中正确的是:( )
A.穿过闭合回路的磁通量减小,回路中的感应电动势一
定也减小
B.穿过闭合回路的磁通量变化量越大,回路中的感应电动势也越大
C.线圈
放在磁场越强的位置,产生的感应电动势一定越大
D.穿过闭合回路的磁通量的变化率不变,回路中的感应电动势也不变
题型:不详
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轻质细线吊着一质量为m=0.32kg,边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线图总电阻为r=1
,边长为
的正方形磁场区域对称分布在线图下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t=0开始经时间t
0
细线开始松驰,g=10m/s
2
。求:
(1)在前t
0
时间内线图中产生的电动势;
(2)在前t
0
时间内线图的电功率;
(3)求t
0
的值。
题型:不详
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