如图,长L1、宽L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线圈平面与磁感线垂直.将线圈以速度v向右匀速拉出磁场的过程中,求:(1)拉力大小F;(
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如图,长L1、宽L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线圈平面与磁感线垂直.将线圈以速度v向右匀速拉出磁场的过程中,求:(1)拉力大小F;(
题型:南京模拟
难度:
来源:
如图,长L
1
、宽L
2
的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,
线圈平面与磁感线垂直.将线圈以速度v向右匀速拉出磁场的过程中,求:
(1)拉力大小F;
(2)线圈中产生的热量Q;
(3)通过线圈某一截面的电荷量q.
答案
(1)因为线圈被匀速拉出,所以F=F
安
感应电动势的大小 E=BL
2
v
根据闭合欧姆定律得,
I=
E
R
=
B
L
2
v
R
.
则安培力
F
安
=BI
L
2
=
B
2
L
2
2
v
R
所以拉力F=
B
2
L
2
2
v
R
.
(2)根据焦耳定律得,
Q=
I
2
Rt=
B
2
L
2
2
v
R
2
×R×
L
1
v
=
B
2
L
2
2
v
L
1
R
.
(3)通过线圈某一截面的电荷量q=It=
B
L
2
v
R
×
L
1
v
=
B
L
1
L
2
R
.
答:(1)拉力大小为
B
2
L
2
2
v
R
.
(2)线圈中产生的热量为
B
2
L
2
2
v
L
1
R
.
(3)通过线圈某一截面的电荷量为
B
L
1
L
2
R
.
举一反三
在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场.操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水平长为L,上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n,总质量为M,总电阻为R.磁场的磁感应强度为B,如图所示.开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐.若转动手摇轮轴A.在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.求此过程中.
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电量是多少?
(2)在转动轮轴时,人至少需做多少功?(不考虑摩擦影响).
题型:不详
难度:
|
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如图所示,电阻忽略不计的两根两平行光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的电阻R.在水平虚线L
1
、L
2
间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.5m.导体棒a的质量m
a
=0.2kg、电阻R
a
=3Ω;导体棒b的质量m
b
=0.1kg、电阻R
b
=6Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场.(不计a、b之间的作用)求:
(1)在整个过程中,a棒和b棒分别克服安培力做了多少功?
(2)在b穿过磁场区域过程中,电阻R产生的电热;
(3)M点和N点距L
1
的高度分别为多少?
题型:不详
难度:
|
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如图甲所示,电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止,若B按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是( )
A.在最初的一个周期内,导线在导轨上做机械振动
B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动
C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小
D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小
题型:不详
难度:
|
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一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑,随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中.如图所示,磁场的上边界线水平,线框的下边ab边始终水平,斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远。下列推理、判断正确的是( )
A.线框进入磁场过程b点的电势比a点高
B.线框进入磁场过程一定是减速运动
C.线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D.线框从不同高度下滑时,进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量一样
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟固定的大导体矩形环M相连接,导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触,磁感应线垂直于导轨所在平面.若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动,则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内( )
A.有自下而上的恒定电流
B.产生自上而下的恒定电流
C.电流方向周期性变化
D.没有感应电流
题型:不详
难度:
|
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