用均匀的金属丝绕成的长方形线框ABCD,AB=CD=30厘米,AC=CD=10厘米,线框可以绕AB、CD边上的O、O′轴以角速度ω=200弧度/秒匀速转动,并且
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用均匀的金属丝绕成的长方形线框ABCD,AB=CD=30厘米,AC=CD=10厘米,线框可以绕AB、CD边上的O、O′轴以角速度ω=200弧度/秒匀速转动,并且
题型:不详
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用均匀的金属丝绕成的长方形线框ABCD,AB=CD=30厘米,AC=CD=10厘米,线框可以绕AB、CD边上的O、O′轴以角速度ω=200弧度/秒匀速转动,并且使线框的一部分处在大小为1特的有界匀强磁场中,O、O′恰在磁场边界上,AO=CO′=20厘米,初始时,线框的1/3处于磁场中且其平面垂直于磁场,如图,以O点电势高于O′点时为正,在U-t坐标系中作出OO′间电压随时间变化的关系图(两个周期),并注明必要的坐标值及其计算过程.
答案
先计算出两段电阻之比,即R
ACO
′O
与R
BDO
′O
的比值,等于长度之比算出5:3.周期T=2π/ω=0.314(s).
0→
时间内,OBDO′是内电路,由右手定则可知:U
O
′
>U
O
.且e
1
=Bω·BD·OB·sinωt=2sinωt(V).∴U
O O
′
="-"
e
1
="-1.25" sinωt(V)
→
的时间段,内电路变了,由右手定则可知:此时U
O
>U
O
′
.且e
2
=Bω·AC·OA·sinωt=4sinωt(V)。∴U
O O
′
="3/8" ·e
1
="1.5" sinωt(V)
,这两个过程与上面类似.我们可画出电压变化关系图如下:
解析
先计算出两段电阻之比,即R
ACO
′O
与R
BDO
′O
的比值,等于长度之比算出5:3.周期T=2π/ω=0.314(s).
0→
时间内,OBDO′是内电路,由右手定则可知:U
O
′
>U
O
.且e
1
=Bω·BD·OB·sinωt=2sinωt(V).∴U
O O
′
="-"
e
1
="-1.25" sinωt(V)
→
的时间段,内电路变了,由右手定则可知:此时U
O
>U
O
′
.且e
2
=Bω·AC·OA·sinωt=4sinωt(V)。∴U
O O
′
="3/8" ·e
1
="1.5" sinωt(V)
,这两个过程与上面类似.我们可画出电压变化关系图如下:
〖点评〗本题知识点集中,一步步解答要有扎实的基本功和灵活的头脑,冷静分析,抓住电阻之比、内外电路变化、内外电阻变化、电势高低的变化,才能正确地解出这道题.
举一反三
光滑平行金属导轨长
L
=2m,二导轨间距
d
=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为
θ
=30°,导轨上端接一阻值为
R
=0.5 W的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度
B
=1T.有一不计电阻的金属棒
ab
的质量
m
=0.5kg,放在导轨最上端,如图所示.当ab棒从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为
Q
=1J,求:
(1)当棒的速度为
v
=2 m/s时,它的加速度是多少?
(2)棒下滑的最大速度是多少?
(3)棒下滑过程中通过电阻R的最大电流是多少?
题型:不详
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如图所示,光滑绝缘的水平桌面上有一有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下,虚线MN为磁场的边界。单匝正方形均匀导线框abcd,边长为L,总电阻为R,当导线框在外力的作用下以速度v匀速进入磁场区域的过程中(ab边始终保持与MN平行)。求:
⑴ 线框中产生的感应电动势E
⑵ 线框a、b两点的电势差
⑶ 导线框在进入磁场的过程中外力的大小。
题型:不详
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)电阻r=0.5Ω的金属导体PQ, 在两根相互平行的金属滑轨上滑动. 金属滑轨的左端接定值电阻R=1.5Ω, 平行滑轨间距离为L="0.2m," 垂直滑轨平面加匀强磁场, 磁场感应强度B="0.1T," 方向如图所示, 当金属导体PQ沿滑轨运动时, 电阻R上流过0.1A的电流, 方向自下而上. 求此时PQ的运动速度大小和方向.
题型:不详
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如图甲所示,100匝的圆形线圈,线圈两端与同一平面内放置的光滑平行导轨两端相连,导轨宽
L
=0.5m,长也为
L
的导体棒
MN
垂直放在导轨上且与导轨良好接触。电路中接入的电阻
R
=5Ω,导轨、导体棒与线圈电阻均不计。在导轨平面范围内有匀强磁场
B
1
=0.4T垂直穿过,方向垂直纸面向外。在线圈内有垂直纸面向内的匀强磁场
B
2
,线圈中的磁通量随时间变化的图像如图乙所示.请根据下列条件分别求解:
(1)如导体棒
MN
在外力作用下保持静止,求
t
=2s时刻导体棒受到的安培力。
(2)如导体棒
MN
在外力作用下 ,在匀强磁场
B
1
中向右作匀速直线运动,运动速度大小为
v
=25m/s,求
t
=2s时刻导体棒受到的安培力。
题型:不详
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.如图17-124所示,导轨是水平的,其间距L
1
=0.5m,ab杆与左端的距离L
2
=0.8m,由导轨与ab杆所构成的回路电阻为0.2Ω.方向垂直导轨平面向下的匀强磁场的磁感应强度B=1T,滑轮下挂一重物质量为0.04kg,ab杆与导轨的摩擦不计,现使磁场以
的变化率均匀地增大,由磁场开始变化起计时,求当时间t为多少时,重物刚好离开地面?(g取10m/s
2
)
题型:不详
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