如图所示,质量为m的单匝正方形线圈,其边长为L,在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落,设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平,当线框的底边
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如图所示,质量为m的单匝正方形线圈,其边长为L,在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落,设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平,当线框的底边
题型:不详
难度:
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如图所示,质量为m的单匝正方形线圈,其边长为L,在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落,设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平,当线框的底边刚进入磁场区域时,恰能在匀强磁场中做匀速运动.若磁场的磁感应强度为B,求:
(1)线圈的电阻多大?
(2)线圈进入磁场的过程中单位时间内有多少机械能转化为电能?
答案
(1)根据v
2
=2g•2L得,
v=2
gL
,
因为线框进入磁场中做匀速运动,有:mg=BIL,
I=
BLv
R
联立各式得:
R=
2
B
2
L
2
gL
mg
,
(2)线圈进入磁场的过程中重力的功率P=mgv,
所以
P=2mg
gL
答:(1)线圈的电阻
R=
2
B
2
L
2
gL
mg
.
(2)线圈进入磁场的过程中单位时间内有
2mg
gL
机械能转化为电能.
举一反三
如图所示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行金属导轨MN和PQ,导轨电阻忽略不计,在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻.导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交放置,交点为c、d,当金属棒在水平拉力作用于以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时,试求:
(1)使金属棒做匀速运动的拉力;
(2)回路中的发热功率;
(3)金属棒ab两端点间的电势差.
题型:不详
难度:
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如图所示,足够长的两条平行金属导轨竖直放置,其间有与导轨平面垂直的匀强磁场,两导轨通过导线与检流计G
1
、线圈M接在一起.N是绕在“□”形铁芯上的另一线圈,它与检流计G
2
组成闭合回路.现有一金属棒ab沿导轨下滑,下滑过程与导轨接触良好,在ab下滑的过程中( )
A.通过G
1
的电流是从右端进入的
B.通过G
2
的电流是从左端进入的
C.检流计G
1
的示数逐渐增大,达到最大值后变为零
D.检流计G
2
的示数逐渐减小,最后趋于零
题型:不详
难度:
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用同样的材料、不同粗细导线绕成两个质量面积均相同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落,如图所示.线圈平面与磁感线垂直,空气阻力不计,则( )
A.两线圈同时落地,线圈发热量相同
B.细线圈先落到地,细线圈发热量大
C.粗线圈先落到地,粗线圈发热量大
D.两线圈同时落地,细线圈发热量大
题型:不详
难度:
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如图所示,矩形线圈长为L,宽为h,电阻为R,质量为m,由空中某一高度自由落下,加速穿过一匀强磁场区域,磁区的宽度也为h.设矩形线圈刚进入磁区时的动能为E
k1
,刚穿出磁区时的动能为E
k2
,这一过程中产生的焦耳热为Q,线圈克服磁场力做的功为W
1
,重力做的功为W
2
,不计空气阻力,则下列关系式中正确的是( )
A.Q=E
k1
-E
k2
B.Q=W
2
-W
1
C.Q=W
1
D.Q=W
2
题型:不详
难度:
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图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直.质量m为6.0×10
-3
kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触.导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R
1
.当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s
2
,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R
2
.
题型:天津
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