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题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求:
(1)线圈的感应电动势大小;
(2)细绳拉力最大时,导体棒受到的安培力大小;
(3)从t=0开始直到细线会被拉断的时间.
答案
(1)由磁场随时间变化规律为B=kt(k>0)得:
△B
△t
=k
根据法拉第电磁感应定律有:E=
△B
△t
•S=k•
L2
2

(2)当细线刚要断时,根据共点力平衡有:T=F+mg
解得:F=T-mg=2mg-mg=mg.
(3)根据闭合电路欧姆定律得:I=
E
R
=
kL2
2R
,B=kt
由第(1)问知,当拉力等于安培力时,绳子断裂,则有:mg=BIL=kt•
kL2
2R
L

解得:t=
2mgR
k2L3

答:(1)线圈的感应电动势大小为k•
L2
2

(2)细绳拉力最大时,导体棒受到的安培力大小为mg.
(3)从t=0开始直到细线会被拉断的时间为
2mgR
k2L3
核心考点
试题【如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B】;主要考察你对法拉第电磁感应定律及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中,有一个正方形金属线圈abcd,边长l=0.2m,线圈的ad边跟磁场的左侧边界重合,如图所示,线圈的电阻R=0.4Ω,用外力使线圈从磁场中运动出来:一次是用力使线圈从左侧边界匀速平动移出磁场;另一次是用力使线圈以ad边为轴,匀速转动出磁场,两次所用时间都是0.1s.试分析计算两次外力对线圈做功之差.(π2=10)
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用相同的导线绕制的边长分别为L和2L的正方形闭合线框,以相同的速度匀速进入右侧的匀强磁场,如图所示,在线框进入磁场的过程中a、b和c、d两点间的电压分别为U和U,ab边和cd边所受的安培力分别为F和F,则下列判断正确的是(  )
A.U=UB.U=2UC.F=FD.F=
F
2

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下列说法正确的是(  )
A.线圈中电流恒定不变,自感电动势为零
B.线圈中电流恒定不变,自感电动势也不变
C.自感电动势的方向总是与原电流方向相反
D.自感电动势的方向总是与原电流方向相同
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一台理想变压器的副线圈有100匝,输出电压为10V,则铁芯中磁通量的变化率的最大值为(  )
A.10Wb/sB.14.1Wb/sC.0.14Wb/sD.28.2Wb/s
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穿过闭合回路的磁通量φ随时间t变化的图象分别如图①~④所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述正确的是(  )
A.图①中,回路不产生感应电动势
B.图②中,回路产生的感应电动势一直在变大
C.图③中,回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势
D.图④中,回路产生的感应电动势先变大再变小
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