如图3-5-8所示,cd、ef为光滑金属导轨,导轨平面与水平面成θ角,空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场.质量为m的金属棒ab搁在导轨上,构成一边长为l的正方形
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如图3-5-8所示,cd、ef为光滑金属导轨,导轨平面与水平面成θ角,空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场.质量为m的金属棒ab搁在导轨上,构成一边长为l的正方形
题型:不详
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如图3-5-8所示,cd、ef为光滑金属导轨,导轨平面与水平面成θ角,空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场.质量为m的金属棒ab搁在导轨上,构成一边长为l的正方形abed.ab棒的电阻为r,其余电阻不计,开始时磁感应强度为B
0
.
图3-5-8
(1)若从t=0时刻起,磁感应强度变化如图乙所示,同时保持ab棒静止,求棒中感应电流的大小和方向.
(2)在上述(1)过程中始终保持棒静止,当t="2" s时,需加垂直于棒的水平拉力为多大?
(3)若从t=0时刻起,磁感应强度由B
0
逐渐减小,同时棒以恒定速度v沿导轨向上运动,要使棒上无电流通过,磁感应强度应满足什么函数关系(B-t)?
答案
(1)
,a→b→e→d→a
(2)
(3)B=
解析
(1)回路中产生电动势为E=
=S
=SB
0
=l
2
B
0
所以I=
电流方向:a→b→e→d→a.
(2)分析棒的受力重力、支持力、安培力(沿斜面向下)、外力F,如图3-5-9所示.
图3-5-9
由t="2" s可知
B=3B
0
F
安
=BIl=3B
0
沿斜面方向受力平衡
mgsinθ+F
安
=Fcosθ
所以F=
.
(3)由于回路中无电流,即回路中磁通量没有发生变化,Φ=Φ′.设经过时间t,磁感应强度为B,则有:B
0
l
2
=l(l+vt)B
所以B=
.
举一反三
如图16-7-2所示,两个互相连接的金属圆环用同样的导线制成,大环半径是小环半径的4倍,若穿过大环的磁场不变,小环中的磁场变化率为K时,其路端电压为U,若穿过小环的磁场不变.而大环中的磁场变化率也是K时,其路端电压为(不计两环连接处电阻)( )
图16-7-2
A.U
B.
C.
D.4U
题型:不详
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如右图所示,A、) B为大小、形状、匝数、粗细均相同,但用不同材料制成的线圈,两线圈平面位于竖直方向且高度相同。匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直。同时释放A、B线圈,穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面,但A线圈比B线圈先到达地面。下面对两线圈的描述中可能正确的是( )
A.A线圈是用塑料制成的,B线圈是用铜制成的
B.A线圈是用铝制成的,B线圈是用胶木制成的
C.A线圈是用铜制成的,B线圈是用塑料制成的
D.A线圈是用胶木制成的,B线圈是用铝制成的
题型:不详
难度:
|
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如图10所示,一正方形线圈
ab
c
d
在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴
OO′
匀速转动,沿着
OO′
观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,边长为
l
,电阻为
R
,转动的角速度为
ω
.则当线圈转至图示位置时( )
图10
A.线圈中感应电流的方向为
ab
c
da
B.线圈中的感应电流为nB
l
2
ωR
C.穿过线圈的磁通量为0
D.穿过线圈磁通量的变化率为0
题型:不详
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如图11所示,竖直放置在匀强磁场中的固定光滑长直导轨,自身的电阻不计.磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B="0.5" T.两导体棒
ab
、c
d
的长均和导轨宽度相同,为
l
="0.2" m,电阻均为
r
="0.1" Ω,重力均为G="0.1" N,导体棒与导轨接触良好.现用竖直向上的推力
F
推
ab
,使它匀速上升,此时观察到c
d
处于静止.下列说法正确的是( )
图11
A.
ab
受到的推力
F
大小为0.1 N
B.2 s内回路中产生的电能为0.2 J
C.2 s内c
d
上产生的电热为0.4 J
D.
ab
上升的速度为2 m/s
题型:不详
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如图13甲所示,竖直放置的螺线管与导线
ab
c
d
构成回路,导线所围区域内有一垂直纸面向里变化的匀强磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环.导线
ab
c
d
所围区域内磁感应强度按图13乙中哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体圆环将受到向上的磁场作用力( )
图13
题型:不详
难度:
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