如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角为,在其上放置一矩形金属线框,的边长,的边长,线框的质量,电阻,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近。重物
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如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角为,在其上放置一矩形金属线框,的边长,的边长,线框的质量,电阻,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近。重物
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角为
,在其上放置一矩形金属线框
,
的边长
,
的边长
,线框的质量
,电阻
,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近。重物质量
,离地面的高度为
。斜面上
区域是有界匀强磁场,方向垂直于斜面向上,已知AB到
的距离为
,
到
的距离为
,
到CD的距离为
,取
。现让线框从静止开始运动(开始时刻
与AB边重合),发现线框匀速穿过匀强磁场区域,求:
(1)efgh区域内匀强磁场的磁感应强度B
(2)线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热Q
(3)通过计算分析画出线框从开始运动到ab边与CD边重合过程中线框的
图象
答案
v
=" 3" m/s
Q
="4" C
="0." 5 J
解析
试题分析:(1)设
M
下落高度
,
m
上升的高度
,则
M
和
m
系统机械能守恒,则:
①
线框刚进入磁场时的速度:
v
=" 3" m/s ②
(2)线框进入磁场的过程中产生的感应电流的平均值为
I
,磁通量的变化量为
,变化的时间为
,感应电动势为
E
,通过线框的电荷量为
Q
,则有:
③
④
⑤
由③④⑤式得:
Q
="4" C ⑥
(3)当线框在匀速穿过
ef
边界时:设速度为
,由平衡知:
⑦
⑧
由⑦⑧式得
=4m/s ⑨
设线框完全进入磁场时速度为
,下滑高度为
H
,重物上升高度为
h
,则:
得
m/s
从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中,下滑高度为
,重物上升高度为
,此过程线框中产生的焦耳热为
,由功能关系得:
得
="0." 5 J。
点评:安培力的计算是关键.本题中运用的是整体法求解加速度
举一反三
如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是( )
A.当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点
B.当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点等电势
C.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
D.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点
题型:不详
难度:
|
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如右图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的动能,若外力对环做的功分别为W
a
、W
b
,则W
a
∶W
b
为多少?
题型:不详
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半径为a的右端开口的导体圆环水平固定放置,整个区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,一根直导体杆CD在圆环上以速度
做匀速直线运动,圆环和导体杆单位长度电阻均为R
0
。当导体杆刚好运动到圆环的圆心位置时,求:
(1)导体杆上产生的电动势E
(2)导体杆所受到的安培力大小
题型:不详
难度:
|
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如图所示,有一倾角α=37°的粗糙斜面,斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH,其宽度GI=HJ=L=0.5m。有一质量m=0.5Kg的“日”字形匀质导线框abcdef,从斜面上静止释放,释放时ef平行于GH且距GH为4L,导线框各段长ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m,线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,,ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R=0.5Ω,其余电阻不计。已知ef边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动,不计导线粗细,重力加速度g=10m/s
2
,求:
(1)ef边刚进入磁场时的速度v
(2)匀强磁场的磁感应强度B
(3)线框从开始运动到ab边穿出磁场过程中ab边发的焦耳热为多少?
题型:不详
难度:
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夏天将到,在北半球,当我们抬头观看教室内的电扇时,发现电扇正在逆时针转动。金属材质的电扇示意图如图,由于电磁场的存在,下列关于A、O两点的电势及电势差的说法,正确的是( )
A.A点电势比O点电势高
B.A点电势比O点电势低
C.A点电势比O点电势相等
D.扇叶长度越短,转速越快,两点间的电势差数值越大
题型:不详
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