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题目
题型:宿迁模拟难度:来源:
如图所示,I、III为两匀强磁场区,I区域的磁场方向垂直纸面向里,III区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感强度均为B,两区域中间为宽S的无磁场区II,有边长为L(L>S),电阻R的正方形金属框abcd置于I区域,ab边与磁场边界平行,现拉着金属框以速度v向右匀速移动.试求:
(1)当ab边刚进入中央无磁场区II时,通过ab的电流的大小和方向;
(2)当ab边刚进入磁场区III时,通过ab的电流的大小和方向;
(3)把金属框从I区域完全拉入III区域过程中拉力所做的功.魔方格
答案
(1)ab边刚进入中央无磁均区Ⅱ时,cd边在磁场区 内切割磁感线产生感应电动势E=BLv,
感应电流大小为I1=
BLv
R
由右手定则,方向badcb.
(2)ab边刚进入磁场区Ⅲ时,ab边、cd边都切割磁感线产生感应电动势且都为顺时针方向,大小都为BLv,
所以感应电流为I2=
2BLv
R
方向badcb.
(3)在ab边穿过宽为s的Ⅱ区过程中,cd边受安培力F1=BI1L=
B2L2v
R

由于匀速运动,拉力大小等于安培力,所以拉力做功W1=F1S=
B2L2v
R
S

当ab边进入Ⅲ区、cd边未进入Ⅱ区过程中,ab边、cd边都受安培F2=BI2L=
2B2L2v
R

匀速拉动外力应等于2F2,通过距离为(L-s),故拉力做功为W2=2F2S=4
B2L2v
R
(L-S)

当cd边通过Ⅱ区过程中,只有ab边受安培力,且F3=F1,距离为s,拉力做功为W3=F3S=
B2L2v
R
S

当线圈完全进入Ⅲ区后,无感应电流,不受安培力,拉力为零,不做功,所以总功为W=W1+W2+W3=
4B2L2v(L-
S
2
)
R

答:
(1)当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ时感应电流大小为
BLv
R
方向badcb.
(2)刚进入磁场区Ⅲ时,通过ab边的电流大小为
2BLv
R
方向badcb.
(3)求金属框从区域I完全进入区域Ⅲ过程中拉力所做的功为
4B2L2v(L-
S
2
)
R
核心考点
试题【如图所示,I、III为两匀强磁场区,I区域的磁场方向垂直纸面向里,III区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感强度均为B,两区域中间为宽S的无磁场区II,有边长为L(】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,半径为r、电阻不计的两个半圆形光滑导轨并列竖直放置,在轨道左上方端点M、N间接有阻值为R的小灯泡,整个轨道处在磁感应强度为B的匀强磁场中,两导轨间距为L,现有一质量为m,电阻也是R的金属棒ab从M、N处由静止释放,经一定时间到达导轨最低点0、0ˊ,此时速度为υ.
(1)指出金属棒ab从M、N到0、0ˊ的过程中,通过小灯泡的电流方向和金属棒ab的速度大小变化情况;
(2)求金属棒ab到达0、0ˊ时,整个电路的瞬时电功率;
(3)求金属棒ab从M、N到0、0ˊ的过程中,小灯泡上产生的热量.魔方格
题型:金山区模拟难度:| 查看答案
如图,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个辐射状的磁场(磁场水平向外),其大小为B=K/r,r为半径,设一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R(大于圆柱形磁铁半径),而弯成铝环的铝丝其截面积为S,铝丝电阻率为ρ,密度为ρ0.铝环通过磁场由静止开始下落,下落过程中铝环平面始终保持水平.试求:
(1)铝环下落速度为v时的电功率?
(2)铝环下落的最终速度?
(3)当下落h高度时,速度最大,此过程中圆环消耗的电能?魔方格
题型:青浦区一模难度:| 查看答案
如图甲所示,质量为m=50g,长l=10cm的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1/3T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小.
同学甲的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg

∴I=
mgtanθ
Bl
=
0.05×10×
3
4
1
3
×0.01
A=11.25A
同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示.
F做功为:WF=FS1=BIl•lsin37°
重力做功为:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:BIl2sin37-mgl(1-cos37°)=0
∴I=
mg(1-cos°)
BIsin37°
=
0.05×10×(1-0.8)
1
3
×0.1×0.6
A=5A
请你判断,他们的解法哪个正确?错误的请指出错在哪里.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,有一个倾角为θ的足够长的斜面,沿着斜面有一宽度为2b的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜面向外,磁场的边界与底边平行.现有一质量为m的“日”字形导线框,框上两个小正方形的边长均为b.其中三条平行边和斜面底边及磁场边界平行,电阻均为R,其余两条长平行边不计电阻.现将导线框由静止开始释放,整个框和斜面的动摩擦因数为μ(μ<tanθ),当它刚滑进磁场时恰好做匀速直线运动.问:
(1)导线框从静止开始到进入磁场时所滑过的距离s;
(2)通过计算说明导线框能否匀速通过整个磁场;
(3)导线框从静止开始到全部离开磁场所产生的焦耳热Q.魔方格
题型:苏州模拟难度:| 查看答案
两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨的电阻可忽略不计.斜面处在匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.质量为m,电阻可不计的金属棒ab在沿着斜面与金属棒垂直的拉力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示,在这个过程中(   )
题型:静海县模拟难度:| 查看答案
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A.作用在金属棒上各个力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
B.作用在金属棒上各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和
C.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D.恒力F与安培力的合力所做的功等于零