如图所示,长L1=1.0m,宽L2=0.50m的矩形导线框,质量为m=0.20kg,电阻R=2.0Ω.其正下方有宽为H(H>L2),磁感应强度为B=1.0T,垂
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如图所示,长L1=1.0m,宽L2=0.50m的矩形导线框,质量为m=0.20kg,电阻R=2.0Ω.其正下方有宽为H(H>L2),磁感应强度为B=1.0T,垂
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,长L
1
=1.0m,宽L
2
=0.50m的矩形导线框,质量为m=0.20kg,电阻R=2.0Ω.其正下方有宽为H(H>L
2
),磁感应强度为B=1.0T,垂直于纸面向里的匀强磁场.现在,让导线框从cd边距磁场上边界h=0.70m处开始自由下落,当cd边进入磁场中,而ab尚未进入磁场,导线框达到匀速运动.(不计空气阻力,且g=10m/s
2
)
求(1)线框进入磁场过程中安培力做的功是多少?
(2)线框穿出磁场过程中通过线框任一截面的电荷量q是多少?
答案
(1)设线框匀速时的速度大小为v,则:
感应电动势为 E=BL
1
v
感应电流为 I=
E
R
线框所受的安培力大小为 F=BIL
1
联立得 F=
B
2
L
21
v
R
线框匀速运动时,重力与安培力平衡,则得 mg=
B
2
L
21
v
R
①
线框由静止到刚好进入磁场过程中,由动能定理得 mg(L
2
+h)=
1
2
m
v
2
②
联立以上两式解得:W=-0.8J
(2)电量 q=
.
I
•△t
,
.
I
=
.
E
R
,
.
E
=
△Φ
△t
,△Φ=BL
1
L
2
则得 q=
B
L
1
L
2
R
代入数据解得q=0.25C
答:
(1)线框进入磁场过程中安培力做的功是-0.8J.
(2)线框穿出磁场过程中通过线框任一截面的电荷量q是0.25C.
举一反三
如图所示,光滑平行导轨仅其水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,金属杆b静止在导轨的水平部分上,金属杆a沿导轨的弧形部分从离地h处由静止开始下滑,运动中两杆始终与轨道垂直并接触良好且它们之间未发生碰撞,已知a杆的质量m
a
=m
0
,b杆的质量m
b
=
4
3
m
0
,且水平导轨足够长.
(1)a和b的最终速度分别是多大?
(2)整个过程中回路释放的电能是多少?
(3)若已知a、b杆的电阻之比R
a
:R
b
=3:4,其余电阻不计,则整个过程中a、b上产生的热量分别是多少?
题型:不详
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(A)两根足够长的光滑的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L,电阻不计,上端接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C.有一个质量为m、长度为L、电阻同也为R的导体棒ab,水平跨接在两金属导轨上,与导轨接触良好且可无摩擦地滑动.空间存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.导体棒在竖直向上的拉力作用下,以速度v匀速向上运动,已知重力加速度为g,不计空气的阻力.求:
(1)拉力F的大小;
(2)在ab向上运动距离为h的过程中整个回路中产生的焦耳热Q;
(3)电容器左右两板那一板带正电,所带的电荷量q为多少?
题型:不详
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如图所示,固定在水平面上的三角形导线框PQS顶角为θ,处于垂直于纸面向里的匀强磁场中.一根用与导线框粗细相同的同种材料制作的导线棒MN放在导线框上,保持MN⊥QS.用水平力F拉MN向右匀速运动,MN与导轨间的接触电阻和摩擦都忽略不计.则下列说法中正确的是( )
A.回路中的感应电流方向不变,大小逐渐增大
B.回路中的感应电流方向不变,大小逐渐减小
C.回路中的感应电流方向和大小都保持不变
D.回路中的感应电动势大小保持不变
题型:不详
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如图所示金属棒MN,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑(导轨足够长),导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面,棒和导轨的电阻不计,MN从静止开始下落过程中,电阻R上消耗的最大功率为P,要使R消耗的电功率增大到4P,可采取的方法是( )
A.使MN的质量增大到原来的2倍
B.使磁感强度B增大到原来的2倍
C.使磁感强度B减小到原来的一半
D.使电阻R的阻值减到原来的一半
题型:不详
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如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L=0.6m,导轨间接有定值电阻R=2Ω,框架平面与水平面之间的夹角为θ=37°,不计导体框架的电阻.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,磁感应强度大小为B=1T.导体棒ab的质量为m=0.1kg,电阻为r=1Ω,垂直放在导轨上并由静止释放,当导体棒下滑距离为x=3.75m时速度达到v=4m/s.求:(g=10m/s
2
,sin37°=0.6,cos37=0.8)
(1)导体棒ab下滑的最大加速度;
(2)导体棒ab下滑的最大速度;
(3)导体棒速度增加到4m/s过程中整个电路产生的热量.
题型:不详
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唐朝的建立
维护世界与地区和平(中国)
文化与经济、政治的关系
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《人权宣言》
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哲学与时代精神
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