粗细均匀的电阻丝电阻为R,围成n匝边长为a的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场分界线MN位于线框中央,左右两边磁场的磁感应强度大小均为B,方向垂直于线框平面,如

粗细均匀的电阻丝电阻为R,围成n匝边长为a的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场分界线MN位于线框中央,左右两边磁场的磁感应强度大小均为B,方向垂直于线框平面,如

题型:不详难度:来源:
粗细均匀的电阻丝电阻为R,围成n匝边长为a的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场分界线MN位于线框中央,左右两边磁场的磁感应强度大小均为B,方向垂直于线框平面,如图所示.现使线框以大小为v的恒定速度向右平移a/2,则在此过程中穿过线框的磁通量的变化为______,克服安培力做的功为______.魔方格
答案
初位置的磁通量为1=B•a2,末位置的磁通量为2=B
a2
2
-B
a2
2
=0

所以此过程中穿过线框的磁通量的变化△∅=2-1=0-Ba2,因此磁通量变化为Ba2
线框切割磁感线,产生的感应电动势,为E=2nBav,则感应电流为I=
E
R

由于匀速运动,所以安培力等于F=2nBIa=
4n2B2a2v
R

则安培力做功为:W=F•
a
=
2n2B2a3v
R

故答案为:Ba2
2n2B2a3v
R
举一反三
如图放置的两条平行光滑的导轨,两导轨间距为L=0.5m,导轨电阻不计,导体棒ab、cd与导轨垂直放置,金属棒ab质量为0.1kg,cd质量为0.2kg,闭合回路有效电阻为0.2Ω,用长为D=0.3m的绝缘丝线将两棒系住,金属导轨与水平方向夹角为30°,磁感应强度大小恒定为0.4T,方向与导轨所在平面垂直.开始时两棒静止,剪连接两棒的丝线后,保持cd棒不动,ab棒在的外力作用下沿斜面向上运动,当速度达到1.5m/s的后保持匀速直线运动,此时cd也自由释放.(不计感应电流磁场的影响,g取10m/s2
(1)棒cd自由释放的瞬间,其电流方向如何?cd棒所受的安培力多大?
(2)设斜面足够长,试求cd棒的最终速度.魔方格
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如图所示,平行的光滑金属导轨EF和GH相距L,处于同一竖直平面内,EG间接有阻值为R的电阻,轻质金属杆ab长为2L,紧贴导轨竖直放置.在离b端L/2处固定套有一质量为m的小球.整个装置处于与导轨平面垂直、磁感应强度为 B的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右倒下至水平位置时,球的速度为v.若导轨足够长,导轨及金属杆电阻不计,在此过程中通过电阻R的电量为______,金属杆离开导轨EF前的一瞬间,通过R的电流强度为______.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
研究表明,地磁场对鸽子辨别方向起到重要作用,鸽子身体电阻约为1000Ω,当它在地磁场中展翅飞行时,会切割磁感线,因而两翅之间会产生感应电动势,这样,鸽子体内灵敏的感受器官即可根据感应电动势的大小来判别其飞行方向.若地磁场的磁感应强度大小为5×10-5T,当鸽子以20m/s的速度飞行时,两翅间的感应电动势的最大值约为(  )
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A.30mVB.3mVC.0.3mVD.0.03mV
如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为v0.经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置II),导线框的速度刚好为零.此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置I.则(  )
题型:不详难度:| 查看答案
题型:南京二模难度:| 查看答案
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A.上升过程中,导线框的加速度逐渐增大
B.下降过程中,导线框的加速度逐渐增大
C.上升过程中合力做的功与下降过程中的相等
D.上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多
如图所示,两条光滑的绝缘导轨,导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接.两导轨间距为L=0.5m.导轨的倾斜部分与水平面成θ=530角.其中有一段匀强磁场区域abcd,磁场方向垂直于斜面向上.导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域.磁场方向竖直向上,所有磁场的磁感虚强度大小均为B=1T.磁场沿导轨的长度均为L=0.5m.磁场左、右两侧边界均与导轨垂直.导轨的水平部分中相邻磁场区域的间距也为L.现有一质量为m=0.5kg,电阻为r=0.125Ω,边长也为L的正方形金属框PQMN,从倾斜导轨上由静止释放,释放时MN边离水平导轨的高度h=2.4m,金属框滑进磁场abcd时恰好作匀速运动,此后,金属框从导轨的倾斜部分滑上水平部分并最终停停止.取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)金属框刚释放时MN边与ab的距离s;
(2)金属框能穿过导轨的水平部分中几段磁场区域;
(3)整个过程中金属框内产生的电热.

魔方格