(12分)如图所示,有一区域足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L,右端接有电阻R。MN是一根质量为m的金属棒,金属棒与导
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(12分)如图所示,有一区域足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为L,右端接有电阻R。MN是一根质量为m的金属棒,金属棒与导
题型:不详
难度:
来源:
(12分)如图所示,有一区域足够大的匀强磁场,磁感应强度为
B
,磁场方向与水平放置的导轨垂直。导轨宽度为
L
,右端接有电阻
R
。
MN
是一根质量为
m
的金属棒,金属棒与导轨垂直放置,且接触良好,金属棒与导轨电阻均不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为
μ
,现给金属棒一水平初速度
v
0
,使它沿导轨向左运动。已知金属棒停止运动时位移为
s
。求:
(1)金属棒速度为
v
时的加速度为多大?
(2)金属棒运动过程中通过电阻
R
的电量
q
;
(3)金属棒运动过程中回路产生的焦耳热
Q
;
答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1)金属棒速度为
v
时感应电动势
E=BLv
(1分)
感应电流为
(1分)
金属棒所受安培力
(1分)
金属棒在摩擦力和安培力的作用下做减速运动,由牛顿第二定律得
(2分)
解得
(1分)
(2)整个运动过程中通过电阻
R
的电量为
(3分)
(3)根据能量守恒定律得,回路产生的焦耳热为
(3分)
举一反三
如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,且保持线圈平面与磁场方向垂直,下述说法中正确的是( )
A.线圈加速进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,感应电流越来越大
B.线圈匀速穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,感应电流越来越大
C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,感应电流越来越大
D.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,感应电流是恒定的
题型:不详
难度:
|
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(18分)如图所示,水平放置的两光滑金属导轨相距为L,在其左端接一阻值为R的电阻,其上垂直导轨放置一质量为m的导体棒(除R外其余电阻不计)。整个装置处在磁感应强度为B,方向垂直导轨平面的匀强磁场中,现在棒上施加一水平向右的恒力F,使棒向右运动(摩擦不计)。
(1)求当棒的速度达到最大速度的一半时的加速度?
(2)当棒达到最大速度后撤去力F,在这以后电阻R可以放出多少焦耳的热量?
题型:不详
难度:
|
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(12分)如图所示,匝数为100、边长为0.2m的正方形线圈,在磁感应强度为2T的匀强磁场中,从中性面开始以10πrad/s的角速度绕OO′轴匀速转动。若线圈自身电阻为2Ω,负载电阻R=6Ω,π
2
≈10,则开始转动
s内在电阻R上产生的热量为多少焦耳?
题型:不详
难度:
|
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(12分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一半径r=10cm,电阻R=0.01Ω,质量m=0.02Kg的金属圆环以v
0
=10m/s的速度向一面积足够大,磁感应强度B=0.2T的匀强磁场滑去,当圆环刚好有一半进入磁场时圆环的加速度为a=40m/s
2
,求此过程圆环增加的内能。
题型:不详
难度:
|
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(12分)2006年3月7日美国《国防工业日报》报道,BAE公司武器系统分部将利用合同资金550万美元,为美海军设计和生产32兆焦实验型小尺寸电磁炮。预计于2007年完成。电磁炮是一种理想的兵器,其原理图如下图,把待发炮弹(导体)放置在磁场中的两平行光滑导轨上,给导轨通一大电流,使炮弹在安培力作用下沿轨道滑行,并以某一速度发射出去。若导轨宽L=2m,长S=500m,通过的电流I=20A,导轨间所加匀强磁场的磁感应强度B=55T,弹体质量(包括金属杆)m=22克,则:
(1)电磁炮离开导轨时的最大速度是多大?
(2)安培力做功的最大功率是多少?
题型:不详
难度:
|
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