匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻均为r=0.2 Ω,金属框以v =10m/s的速度匀速穿过磁场区,其

匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻均为r=0.2 Ω,金属框以v =10m/s的速度匀速穿过磁场区,其

题型:河北省期中题难度:来源:
匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻均为r=0.2 Ω,金属框以v =10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,求:
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的I-t图象(取顺时针电流为正)以及cd两端点的电压Ucd-t图象。要求有分析过程,作图要规范
(2)求此过程线框中产生的焦耳热.
答案
解:(1)进入磁场过程时间:
产生的感应电流大小:,电流方向逆时针
cd两端电压:
完全进入磁场的过程时间:,电流I2=0
cd两端电压:
离开磁场的过程时间:
产生感应电流的大小:,电流方向顺时针
cd两端电压:
感应电流的I-t图象(取顺时针电流为正)以及cd两端点的电压Ucd-t图象如下:
   
(2)在全过程中产生的焦耳热1J  
举一反三
如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场.导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是(  )
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A.拉力做的功等于棒的机械能的增量
B.合力对棒做的功等于棒的动能的增量
C.拉力与棒受到的磁场力的合力为零
D.拉力对棒做的功与棒重力做的功之差等于回路中产生的电能
平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电热丝,轨道间距L=lm,轨道很长,本身电阻不计,轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度为2cm,磁感应强度的大小均为B=1T,每段无磁场的区域宽度为1cm,导体棒ab本身电阻r=1Ω,与轨道接触良好,现让ab以v=10m/s的速度向右匀速运动.求:
(1)当ab处在磁场区域时,ab中的电流为多大?ab两端的电压为多大?ab所受磁场力为多大?
(2)整个过程中,通过ab的电流是否是交变电流?若是,则其有效值为多大?并画出通过ab的电流随时间的变化图象.

魔方格
空中有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域如图所示,磁场区域的高度为h.一质量为m的长方形金属线框abcd(cd边长大于h)从磁场的上方下落,已知线框的ab边在磁场区域运动的过程都是匀速运动,所用时间为t.则线框的cd边在磁场区域运动的过程(  )
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A.做匀速运动
B.所用时间比t短
C.线框产生的热量大于mgh
D.线框产生的热量等于mgh
如图所示,一个被x轴与曲线方程y=0.2sin
10π
3
x
(m)所围的空间中存在着匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.2T.正方形金属线框的边长L=0.40m,电阻R=0.1Ω,重力不计.它的一边与y轴重合,在拉力F的作用下,以v=10m/s的速度水平向右匀速运动.求:
(1)拉力F的最大功率是多少?
(2)拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区?魔方格
如图所示,间距为l=0.5m的光滑平行金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B=0.1T的匀强磁场中,与一个理想变压器原线圈相连接,副线圈接一阻值为R=2Ω的电阻,已知变压器原副线圈的匝数比n1:n2=10:1.一质量为m=0.1kg的导体棒放置在导轨上,在外力作用下从t=0时刻开始运动,其速度随时间的变化规律v=20


2
sin(10πt)m/s,不计导轨和导体棒的电阻.求:
(1)导体棒的两端电压瞬时值u的表达式
(2)t=0.1s时图中理想交流电流表的示数
(3)从t=0到0.2s时间内电阻R产生的热量.魔方格