如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.20Ω。开始时,
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如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.20Ω。开始时,
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,水平的平行虚线间距为
d
=50cm,其间有
B=
1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为
l
=10cm,线圈质量
m=
100g,电阻为
R
=0.20Ω。开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为
h
=80cm。将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取
g
=10m/s
2
,
求:(1) 线圈下边缘刚进入磁场时,线圈产生电流的大小和方向;
(2)线圈进入磁场过程中产生的电热
Q
。
答案
(1)I="2A " 方向:逆时针 (2)
Q
=
mgd=
0.50J
解析
(1)线圈由1位置到2位置:自由落体运动,
设在2位置时速度为v
0
(1分)
E="BLV " (1分)
(1分)
由以上三式可得:I="2A " (1分)
方向:逆时针 (1分)
(2)线圈进入磁场过程中产生的电热
Q
就是线圈从图中2位置到3位置产生的电热,
而2、3位置动能相同,
由能量守恒
Q
=
mgd=
0.50J (4分)
举一反三
如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨
和
固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻
,导轨上静止放置一质量
、电阻
的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度
的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力
沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末理想电压表的读数为0.2V.求:
(1)5s末时电阻
上消耗的电功率;
(2)金属杆在5s末的运动速率;
(3)5s末时外力
的功率.
题型:不详
难度:
|
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(18分)如图所示,水平设置的三条光滑平行金属导轨
、
、
位于同一水平面上,
与
、
与
相距均为
=1m,导轨
间横跨一质量为
=1kg的金属棒
MN
,棒与三条导轨垂直,且始终接触良好。棒的电阻
=2Ω,导轨的电阻忽略不计。在导轨
间接一电阻为
R
=2Ω的灯泡,导轨
间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度
B
=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒
MN
施加一水平向右的拉力
F
,使棒从静止开始运动。试求:
(1)若施加的水平恒力
F
=8N,则金属棒达到稳定时速度为多大?
(2)若施加的水平外力功率恒定,且棒达到稳定时的速度为1.5m/s,则水平外力的功率为多大?此时电压表读数为多少?
(3)若施加的水平外力使棒
MN
由静止开始做加速度为2m/s
2
的匀加速直线运动,且经历
=1s时间,灯泡中产生的热量为12J,试求此过程中外力做了多少功?
题型:不详
难度:
|
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如图12-17所示,一质量为
m
=0.016kg、长
L
=0.5m、宽
d
=0.1m、电阻
R
=0.1Ω的矩形线圈,从
h
1
=5m的高处由静止开始下落,然后进入匀强磁场,当下边进入磁场时,由于磁场力的作用,线圈正好作匀速运动。
(1)求匀强磁场的磁感应强度
B
。
(2)如果线圈的下边通过磁场所经历的时间
t
=0.15s,求磁场区域的高度
h
2
.
(3)求线圈的下边刚离开磁场的瞬间,线圈的加速度的大小和方向。
(4)从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内,在线圈中产生的焦耳热是多少?
题型:不详
难度:
|
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如图12-19所示,磁场的方向垂直于
xy
平面向里。磁感强度
B
沿
y
方向没有变化,沿
x
方向均匀增加,每经过1cm增加量为1.0×10
-4
T,即
。有一个长
L
=20cm,宽
h
=10cm的不变形的矩形金属线圈,以
v
=20cm/s的速度沿
x
方向运动。问:
(1)线圈中感应电动势
E
是多少?
(2)如果线圈电阻
R
=0.02Ω,线圈消耗的电功率是多少?
(3)为保持线圈的匀速运动,需要多大外力?机械功率是多少?
题型:不详
难度:
|
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(10分)如图所示,在
B
=0.2特的匀强磁场中,一根长为
L
=0.5米的导线ab沿光滑导轨向右以
V
=10米/秒的速度匀速滑
动,R
1
=R
2
=1欧,导线ab和导轨的电阻不计,求磁场对导线ab的作用力。
题型:不详
难度:
|
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