题目
题型:不详难度:来源:
(1)ab边刚进入磁场时,线框的速度;
(2)cd边刚进入磁场时,线框的速度;
(3)线框经过磁场的过程中产生的热能.
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答案
F-mg=ma=
1 |
3 |
F=BIL=BL
E |
R |
B2l2v1 |
R |
由①、②得:v1=
4mgR |
3B2l2 |
(2)由题分析可知,ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时速度相等,设cd边刚进入磁场时,线框的速度为v2,从cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场,机械能守恒,则对线框有:
mg(H-l)=
1 |
2 |
v | 21 |
1 |
2 |
v | 22 |
由③、④得:v2=
|
(3)从线框开始进入磁场到完全穿出磁场,减少的机械能全部转化为电能.
减少的动能为:△Ek=
1 |
2 |
v | 21 |
1 |
2 |
v | 22 |
减少的重力势能为:△Ep=mg(H+l) ⑥
产生的热能为:E电=△Ek+△Ep=2mgH.
答:
(1)ab边刚进入磁场时,线框的速度为
4mgR |
3B2l2 |
(2)cd边刚进入磁场时,线框的速度为
|
(3)线框经过磁场的过程中产生的热能为2mgH.
核心考点
试题【质量为m边长为l的正方形线框,从有界的匀强磁场上方由静止自由下落,线框电阻为R,匀强磁场的宽度为H(H>l),磁感强度为B,线框下落过程中ab边与磁场界面平行.】;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
A.![]() | B.![]() | C.![]() | D.![]() |
如图所示,两根间距为L的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端弯曲部分光滑,水平部分导轨与导体棒间的滑动摩擦因数为μ,水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场Ⅰ,右端有另一磁场Ⅱ,其宽度也为d,但方向竖直向下,两磁场的磁感强度大小均为B0,相隔的距离也为d.有两根质量为m、电阻均为R的金属棒a和b与导轨垂直放置,b棒置于磁场Ⅱ中点C、D处.现将a棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放并沿导轨运动下去. (1)当a棒在磁场Ⅰ中运动时,若要使b棒在导轨上保持静止,则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0,求h0的大小; (2)若将a棒从弯曲导轨上高度为h(h<h0)处由静止释放,a棒恰好能运动到磁场Ⅱ的左边界处停止,求a棒克服安培力所做的功; (3)若将a棒仍从弯曲导轨上高度为h(h<h0)处由静止释放,为使a棒通过磁场Ⅰ时恰好无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间而变化,将a棒刚进入磁场Ⅰ的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0,试求出在a棒通过磁场Ⅰ的这段时间里,磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化的关系式. ![]() | |||
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同.ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计.ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放.![]() (1)指出在运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒受到的安培力方向; (2)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小; (3)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热; (4)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象. | |||
某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力.其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距b的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的方向相反的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=B,每个磁场分布区间的长都是a,相间排列,所有这些磁场都以速度v向右匀速平动.这时跨在两导轨间的长为a宽为b的金属框MNQP(悬浮在导轨正上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为f,求: (1)列车在运动过程中金属框产生的最大电流; (2)列车能达到的最大速度; (3)简述要使列车停下可采取哪些可行措施? ![]() | |||
相距为L=0.20m的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m=0.1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨电阻不计,回路总电阻为R=1.0Ω.整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时,cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动.测得拉力F与时间t的关系如图所示.g=10m/s2,求:![]() (1)ab杆的加速度a; (2)当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小. |