如图7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=0.020Ω。开始
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如图7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=0.020Ω。开始
题型:不详
难度:
来源:
如图7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
=0.020Ω。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:⑴线圈进入磁场过程中产生的电热
Q
。⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度
v
。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值
a
。
答案
(1)
Q
=
mgd=
0.50J (2)
v
=2
m/s ⑶
a=
4.1m/s
2
解析
⑴由于线圈完全处于磁场中时不产生电热,所以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4位置产生的电热,而2、4位置动能相同,由能量守恒
Q
=
mgd=
0.50J
⑵3位置时线圈速度一定最小,而3到4线圈是自由落体运动因此有
v
0
2
-
v
2
=2
g
(
d-l
),得
v
=2
m/s
⑶2到3是减速过程,因此安培力
减小,由
F
-
mg
=
ma
知加速度减小,到3位置时加速度最小,
a=
4.1m/s
2
举一反三
如图所示,两根光滑的平行金属导轨
MN
、
PQ
处于同一水平面内,相距
L
=0.5m,导轨的左端用
R
=3Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻
r
=lΩ的金属杆
ab
,质量
m
=0.2kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度
B
=2T,现对杆施加水平向右的拉力
F
=2N,使它由静止开始运动,求: (1)杆能达到的最大速度多大?最大加速度为多大? (2)杆的速度达到最大时,
a
、
b
两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大? (3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,
R
上总共产生了10.2J的电热,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长? (4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后
R
上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?
题型:不详
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如图所示,相距为
d
的两水平直线
和
分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为
B
,正方形线框
abcd
边长为
L
(
L
<
d
)、质量为
m
。将线框在磁场上方
ab
边距
为
h
处由静止开始释放,当
ab
边进入磁场时速度为
,
cd
边刚穿出磁场时速度也为
。从
ab
边刚进入磁场到
cd
边刚穿出磁场的整个过程中 ( )
A.线框一直都有感应电流
B.线框一定有减速运动的过程
C.线框不可能有匀速运动的过程
D.线框产生的总热量为
mg(d+h+L)
题型:不详
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在图甲、乙、丙三图中,除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动,甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长。今给导体棒ab一个向右的初速度
v
0
,在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是( )
A.三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动( )
B.甲、丙中,ab棒最终将以不同的速度做匀速运动;乙中,ab棒最终静止
C.甲、丙中,ab棒最终将以相同的速度做匀速运动;乙中,ab棒最终静止
D.三种情形下导体棒ab最终均静止
题型:不详
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)如图所示,一段闭合螺线管套放在光滑水平玻璃棒上,一个光滑水平玻璃板中心沿螺线管的轴线穿过,板足够长,质量为
M
的条形磁铁放在板上螺线管管口的一端。现给条形磁铁一个冲量,使条形磁铁以速率
v
0
穿过螺线管,条形磁铁穿出螺线管时的速率为
v
0
,螺线管的质量为
M
。
求条形磁铁穿过螺线管的过程中螺线管产生的热量。
题型:不详
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据报道,1992年7月,美国"阿特兰蒂斯"号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验取得部分成功.航天飞机在地球赤道上空离地面约3400km处由东向西飞行,从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星,携带一根长20km,电阻为800W的金属悬绳,使这根悬绳与地磁场垂直,做切割磁感线运动,假定这一范围内的地磁场是均匀的,磁感应强度约为
,且认为悬绳上各点的切割速度都与航天飞机的速度相同,根据理论设计,通过电离层(由等离子体组成)的作用,悬绳可产生约3A的感应电流,试求:
(1)航天飞机相对于地面的大约速度?(地表面重力加速度为
,地球半径为6400km)
(2)悬线中产生的感应电动势?
(3)悬线两端的电压?
(4)航天飞机绕地球运行一周悬线输出的电能?
题型:不详
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