如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2,且L2<d,线圈质量m,电阻为R。现将线圈由静止释放,测
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如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2,且L2<d,线圈质量m,电阻为R。现将线圈由静止释放,测
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L
1
、L
2
,且L
2
<d,线圈质量m,电阻为R。现将线圈由静止释放,测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时,其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求:
(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小;
(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置), 求该过程最小速度v;
(3)线圈其下边缘刚进入磁场一直到上边缘刚穿出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q
总
。
答案
⑴
⑵
(3)
解析
⑴
,
,
,
⑵3位置时线圈速度最小,而3到4线圈是自由落体运动因此有
,得
(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热,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
由对称性可知:
本题考查电磁感应定律与力学的综合应用问题,线圈进入磁场区之前先根据线圈自由下落求出进入磁场的初速度,再利用感应电动势计算公式计算感应电流;再根据自由落体中的速度关系计算出最小速度;根据能量的观点可计算出整个过程产生的焦耳热;
举一反三
如图所示为日光灯示意电路,L为镇流器,S为起动器.下列操作中,观察到的现象不正确的是( )
A.接通S
1
、S
2
接a、S
3
断开,灯管正常发光
B.灯管正常发光时,将S
2
由a迅速接到b,灯管将不再正常发光
C.断开S
1
、S
3
,令S
2
接b,待灯管冷却后再接通S
1
,可看到S闪光,灯管不能正常工作
D.取下S,令S
2
接a,再接通S
1
、S
3
,接通几秒后迅速断开S
3
,灯管可正常发光
题型:不详
难度:
|
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如图甲所示,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场,其宽度均为L.现将宽度也为L的矩形闭合线圈,从图示位置垂直于磁场方向匀速经过磁场区域,则在该过程中,能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图像是图乙中的( )
题型:不详
难度:
|
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如图所示,两个垂直纸面的匀强磁场方向相反,磁感应强度大小均为B,磁场区域的宽度均为a。一高为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴方向匀速穿过两磁场区域。以逆时针方向为电流的正方向,下列4幅图中能够正确表示感应电流i与线框移动距离x关系的是
题型:不详
难度:
|
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一个匀强磁场的边界是MN,MN左侧无磁场,右侧是范围足够大的匀强磁场区域,如图甲所示.现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的I-t图象如图乙所示.则可能的线框是如图丙所示中的哪一个
题型:不详
难度:
|
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如右图所示,在坐标系xOy中,有一边长为I的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac与y轴重合,顶点a位于坐标原点O处。在y轴右侧的I、IV象限内有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场上边界与线框的ab边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界过b点且与y轴平行。t=0时刻,线框以恒定的速度V沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取a—b-c-d-a的感应电流方向为正方向,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差U
ab
随时间t变化的图线分别是下图中
题型:不详
难度:
|
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