如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示
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如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示
题型:不详
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如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路,R
1
、R
2
是定值电阻.带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点,被拉起到水平位置;合上开关K,无初速度释放小球,小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧.已知:磁感应强度为B;a的角速度大小为ω,长度为l,电阻为r;R
1
=R
2
=2r,铜环电阻不计;P、Q两板间距为d;带电的质量为m、电量为q;重力加速度为g.求:
(1)P、Q间电场强度E的大小;
(2)小球通过N点时对细线拉力T的大小.
答案
(1)导体棒a转动切割磁感线,由法拉第电磁感应定律得电动势大小:
E=
△Φ
△t
=
1
2
B
l
2
ω△t
△t
=
1
2
Bl
2
ω…①
由闭合电路欧姆定律:I=
E
R
1
+
R
2
+r
…②
由欧姆定律可知,PQ的电压为:U
PQ
=IR
2
…③
故PQ间匀强电场的电场强度大小:E=
U
PQ
d
…④
联立①②③④,代入R
1
=R
2
=2r,可得:E=
B
l
2
ω
5d
… ⑤
(2)设细绳长度为L,小球到达N点时速度为v,
由动能定理可得:mgL-qEL=
1
2
mv
2
…⑥
由牛顿第二定律得:T-mg=
m
v
2
L
…⑦
由⑤⑥⑦得:T=3mg-
2qB
l
2
ω
5d
…⑧
答:(1)P、Q间电场强度E的大小为
B
l
2
ω
5d
;
(2)小球通过N点时对细线拉力T的大小为3mg-
2qB
l
2
ω
5d
.
举一反三
如图所示的异形导线框,匀速穿过一匀强磁场区,导线框中的感应电流i随时间t变化的图象是(设导线框中电流沿abcdef为正方向)( )
A.
B.
C.
D.
题型:不详
难度:
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图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯,线圈的绕向如图所示,金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行,匀强磁场方向垂直纸面向里,若电流计
中有向上的电流通过,则ab棒的运动可能是( )
A.向左匀加速运动
B.向左匀减速运动
C.向右匀减速运动
D.向右匀加速运动
题型:不详
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如图所示,将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈,从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出(磁场方向,垂直线圈平面)
(1)所用拉力F=______.
(2)拉力F的功率P
F
=______.
(3)线圈放出的热量Q=______.
题型:不详
难度:
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如图所示,金属圆环半径为r,电阻的值为2R.金属杆oa一端可绕环的圆心O旋转,另一端a搁在环上,电阻值为R.另一金属杆ob一端固定在O点,另一端b固定在环上,电阻值也是R.加一个垂直圆环的磁感强度为B的匀强磁场,并使oa杆以角速度ω匀速旋转.如果所有触点接触良好,ob不影响oa的转动,流过oa的电流的最小值为______.
题型:不详
难度:
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足够长光滑导轨,竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中,已知导轨宽L=0.5m,磁感应强度B=2T.有阻值为0.5Ω,质量为0.2kg的导体棒AB紧挨导轨,沿着导轨由静止开始下落,如图所示,设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω,其他部分的电阻及接触电阻均不计.
问:(1)导体棒AB在下落过程中达到的最大速度为多少?
(2)当导体棒AB的速度为3m/s时,求此时棒的加速度?
题型:不详
难度:
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