如图所示,平行金属导轨竖直放置,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直纸面向里导轨上端跨接一定
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如图所示,平行金属导轨竖直放置,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直纸面向里导轨上端跨接一定
题型:不详
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如图所示,平行金属导轨竖直放置,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场(在同一水平线上各处磁感应强度相同),磁场方向垂直纸面向里导轨上端跨接一定值电阻R,质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,导轨和金属棒的电阻不计,将导轨从O处由静止释放,进入磁场后正好做匀减速运动,刚进入磁场时速度为v,到达P处时速度为
v
2
,O点和P点到MN的距离相等,求:
(1)求金属棒在磁场中所受安培力F
1
的大小;
(2)若已知磁场上边缘(紧靠MN)的磁感应强度为B
0
,求P处磁感应强度B
P
;
(3)在金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生多少热量?
答案
(1)从O→MN过程中棒做自由落体运动,则有:v
2
=2gh;
从MN→P的过程中,做匀减速运动,故F
1
大小不变,
由牛顿第二定律,则有:F
1
-mg=ma;
而由运动学公式可知,
v
2
4
-
v
2
=2ah
;
综合上三式,即可求得:F
1
=mg+ma=
7
4
mg
.
(2)由上可知,安培力的大小不变,由刚进入磁场时速度为v,到达P处时速度为
v
2
,
则有:
F
1
=
B
P
L
I
P
=
B
2P
L
2
v
2R
;
解得:
B
P
=
2
B
0
(3)棒从MN→P过程中,且O点和P点到MN的距离相等,
根据能量守恒定律,则有产生热量:Q=
mgh+
1
2
m
v
2
-
1
2
m(
v
2
)
2
=
7
8
m
v
2
答:(1)金属棒在磁场中所受安培力F
1
的大小
7
4
mg
;
(2)若已知磁场上边缘(紧靠MN)的磁感应强度为B
0
,P处磁感应强度
2
B
0
;
(3)在金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生
7
8
m
v
2
热量.
举一反三
如图所示,一个闭合线圈,放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场成30°角,磁感应强度B随时间匀速变化,线圈导线电阻率不变,用下述哪个方法可使线圈上感应电流增加一倍( )
A.把线圈的匝数增加一倍
B.把线圈的面积增加一倍
C.把线圈的半径增加一倍
D.改变线圈轴线对于磁场的方向
题型:不详
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将一磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置处,不发生变化的物理量是( )
①磁通量的变化量
②磁通量的变化率
③感应电流的大小
④通过导体横截面的电荷量.
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
题型:不详
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一个N匝圆形闭合线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感应强度方向成30°角,磁感应强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是( )
A.每匝线圈的面积不变,将线圈匝数增加一倍
B.线圈的匝数不变,将每匝线圈的面积增加一倍
C.线圈的匝数不变,将线圈半径增加一倍
D.适当改变线圈的取向
题型:不详
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一个单匝闭合圆形线圈置于垂直线圈平面的匀强磁场中,当磁感应强度变化率恒定时,线圈中的感应电动势为E,感应电流为I.若把这根导线均匀拉长,从而使圆半径增大一倍,则此时线圈中的感应电动势为______,感应电流为______.
题型:不详
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|
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如图所示,在光滑绝缘的水平面上,一个半径为10cm、电阻为1Ω、质量为0.1kg的金属圆环以10m/s的速度向一有界磁场滑去,磁场的磁感应强度为0.5T.经过一段时间圆环恰有一半进入磁场,共产生了3.2J的热量,则此时圆环的瞬时速度为______m/s,瞬时加速度为______m/s
2
.
题型:不详
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|
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