如图所示,在倾角为的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,一个质量为m,边长为L的正方形线框以速
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如图所示,在倾角为的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,一个质量为m,边长为L的正方形线框以速
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,在倾角为
的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,一个质量为m,边长为L的正方形线框以速度v刚进入上边磁场时,即恰好做匀速直线运动,求:
(1)当
边刚越过
时,线框的加速度多大?方向如何?
(2)当
到达
与
中间位置时,线框又恰好作匀速运动,求线框从开始进入到
边到达
与
中间位置时,产生的热量是多少?
答案
⑴a=3gsinθ,方向沿斜面向上
(2)Q=1/2mv
0
2
+2mgsinθ-1/2mv
x
2
=3mgLsinθ/2 +15 mv
2
/32
解析
⑴当
边刚越过
时,回路中的感应电动势为:E=2BLv
回路中的电流为:I=
,线框所受的安培力为:F
A
=2BIL=4B
2
L
2
v/R
根据力的平衡有:
,由此可得:F
A
=
根据牛顿第二定律有:ma=4mgsinθ-mgsinθ
解得:a=3gsinθ,方向沿斜面向上
(2)此时的速度为v
x
,由力的平衡有:
,解得:v
x
=
根据能的转化与守恒定律得: 1/2mv
x
2
+Q=1/2mv
0
2
+2mgLsinθ
解得:Q=1/2mv
0
2
+2mgsinθ-1/2mv
x
2
=3mgLsinθ/2 +15 mv
2
/32
举一反三
如图甲所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁场宽度为
,正方形金属框边长为
,每边电阻均为
R
/4,金属框以速度
v
的匀速直线穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,当金属框
cd
边到达磁场左边缘时,匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化.
(1)求金属框进入磁场阶段,通过回路的电荷量;
(2)在图丙
i
-
t
坐标平面上画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流
i
随时间
t
的变化图线(取逆时针方向为电流正方向);
(3)求金属框穿过磁场区的过程中
cd
边克服安培力做的功
W
.
题型:不详
难度:
|
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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,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
。
题型:不详
难度:
|
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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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