一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑,随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中。如图所示,磁场的上边界线水平,线框的下边a
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一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑,随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中。如图所示,磁场的上边界线水平,线框的下边a
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一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑,随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中。如图所示,磁场的上边界线水平,线框的下边ab边始终水平,斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远。下列推理、判断正确的是( )
A.线框进入磁场过程b点的电势比a点高
B.线框进入磁场过程一定是减速运动
C.线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D.线框从不同高度下滑时,进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量一样
答案
CD
解析
(1)ab边进入磁场时,由右手定则可知,产生的感应电流b→a,a相当于电源的正极,b相当于电源的负极,所以a点的电势比b点高,A错;
(2)设ab边进入磁场时速度为v,线框电阻为R,根据楞次定律,线框必将受到沿斜面向上的安培力
当
时,
,线框往下做减速运动;
当
时,
,线框往下做匀速运动;
当
时,
,线框往下做加速运动;
可见,B错误;
(3)根据能量守恒定律,线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能,C对;
(4)
, q只与B、S、R有关,与其他因素无关,所以通过线框导线横截面的电量相同,D对。
举一反三
将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处,不发生变化的物理量是
①磁通量的变化量 ②磁通量的变化率
③感应电流的大小 ④流过导体横截面的电荷量
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
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在光滑水平桌面上有一边长为I的正方形线框abcd,bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg,三角形腰长为I,磁感应强度垂直桌面向下,abef可在同一直线上,其俯视图如图所示,线框从图示位置在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区,线框中感应电流I及拉力F随时间t的变化关系可能是(以逆时针方向为电流的正方向,时间单位为I/V)
题型:不详
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(12分).如图所示PQ、MN为足够长的两平行光滑金属导轨,它们之间连接一个阻值
的电阻;导轨间距为
,电阻
,长约
的均匀金属杆水平放置在导轨上,导轨平面的倾角为
在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T,今让金属杆AB由静止开始下滑
(1)当AB下滑速度为
时加速度的大小
(2)AB下滑的最大速度
(3)若AB杆从静止开始下滑4m达到匀速运动状态求R上产生的热量
题型:不详
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.如图甲是阻值为5Ω的线圈与阻值为15Ω的电阻R构成的回路。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则:
A.电压表的示数为14.14V
B.通过电阻的电流为0.707A
C.电阻R上消耗的功率为7.5W
D.通过电阻的电流方向每秒变化100次
题型:不详
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(12分)如图所示,足够长的光滑导轨
ab
、
cd
固定在竖直平面内,导轨间距为
l
,
b
、
c
两点间接一阻值为
R
的电阻。
ef
是一水平放置的导体杆,其质量为
m
、有效电阻值为
R
,杆与
ab
、
cd
保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为
B
的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为
的匀加速运动,
g
为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:
⑴导体杆上升
h
高度的过程中通过电阻
的电量;
⑵设导体杆从
=0时刻由静止开始运动,试推导出导体杆所受拉力
随时间变化的关系式。
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