如下圖所示，某矩形線圈長為L、寬為d、匝數(shù)為n、總質量為M，其電阻為R，線圈所在磁場的磁感應強度為B，最初時刻線圈的上邊緣與有界磁場上邊緣重合，若將線圈從磁場中以速度v勻速向上拉出，則：

（1）流過線圈中每匝導線橫截面的電荷量是多少？

（2）外力至少對線圈做多少功？


【命題立意】本題主要考查計算感應電動勢和線圈所受安培力。

【思路點撥】求感應電動勢的平均值用E＝nΔΦ/Δt公式，而導線切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢的瞬時值用公式E=BLv計算。在此基礎上求感應電流、外力對線圈做的功。

【答案】（1）；（2）

【解析】（1）由題意可得：①（1分）②（1分）由①②聯(lián)立解得：（1分）

（2）線圈勻速離開磁場的過程中，線圈所受安培力為：（1分）

由動能定理可得：（1分）由以上各式聯(lián)立解得：（1分）


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


右圖為測定壓力的電容式傳感器，其核心部件是一平行板電容器。將電容器、靈敏電流表（零刻度在中間）和電源串聯(lián)成閉合電路，當壓力F作用于可動膜片電極上時，膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，導致靈敏電流表指針偏轉。在對膜片開始施加恒定壓力到膜片穩(wěn)定后，靈敏電流表指針的偏轉情況為（電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏）                                                                               

（     ）

A．向右偏到某刻度后回到零刻度

B．向左偏到某刻度后回到零刻度

C．向右偏到某刻度后不動

D．向左偏到某刻度后不動

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示的電路中，定值電阻R0＝10Ω，R為電阻箱，S2為單刀雙擲開關。閉合S1，將S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，當其阻值為R1=9Ω時，電壓傳感器測得的數(shù)據(jù)為U1=0.8V，然后保持電阻箱阻值不變，將S2切換到b，電壓傳感器示數(shù)為U2=0.2V。（電壓傳感器可看作理想電表）

（1）計算電阻Rx的阻值。

（2）若電阻Rx＝2.0Ω，將S2切換到a，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱阻值R和記錄對應的電壓傳感器數(shù)據(jù)U，對測得的數(shù)據(jù)進行處理，繪出如下圖所示的－圖線。求電源電動勢E和內(nèi)阻r。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖，豎直平面坐標系xOy的第一象限，有垂直xOy面向外的水平勻強磁場和豎直向上的勻強電場，大小分別為B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平勻強電場，大小也為E；第三象限內(nèi)有一絕緣光滑豎直放置的半徑為R的半圓軌道，軌道最高點與坐標原點O相切，最低點與絕緣光滑水平面相切于N。一質量為m的帶電小球從y軸上（y＞0）的P點沿x軸正方向進入第一象限后做圓周運動，恰好通過坐標原點O，且水平切入半圓軌道并沿軌道內(nèi)側運動，過N點水平進入第四象限，并在電場中運動（已知重力加速度為g）。

（1）判斷小球的帶電性質并求出其所帶電荷量；

（2）P點距坐標原點O至少多高；

（3）若該小球以滿足（2）中OP最小值的位置和對應速度進入第一象限，通過N點開始計時，經(jīng)時間小球距坐標原點O的距離s為多遠？

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如右圖所示，一光滑平行金屬軌道平面與水平面成θ角。兩軌道上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。質量為m的金屬桿ab，以初速度v0從軌道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若運動過程中，金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好，且軌道與金屬桿的電阻均忽略不計，則

（     ）

A．返回出發(fā)點時棒ab的速度小于v0

B．上滑到最高點的過程中克服安培力做功等于

C．上滑到最高點的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱等于

D．金屬桿兩次通過斜面上的同一位置時電阻R的熱功率相同

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示的四種隨時間變化的電流圖象，其中屬于交變電流的是                                 

（     ）

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科目：高中物理 來源： 題型：


如右圖所示，N匝矩形導線框以角速度ω在磁感應強度為B的勻強磁場中繞軸OO′勻速轉動，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計，外電路接有電阻R、理想電流表和二極管D。二極管D具有單向導電性，即正向電阻為零，反向電阻無窮大。下列說法正確的是                                                    

（     ）

A．圖示位置電流為0

B．R兩端電壓的有效值

C．交流電流表的示數(shù)

D．一個周期內(nèi)通過R的電荷量

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


某興趣小組在做“探究動能定理”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝。他們的實驗裝置如下圖所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器，物塊從斜面上某處由靜止釋放，物塊到達Q點的速度大小由速度傳感器測得。為探究動能定理，本實驗還需測量的物理量是                                         ；根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)，為了直觀地通過圖象得到實驗結論，應繪制          圖象。

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科目：高中物理 來源： 題型：


磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用， 圖左是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成, 如圖右所示，通道尺寸a = 2.0m、b =0.15m、c = 0.10m，工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B = 8.0T的勻強磁場；沿x軸負方向加上勻強電場，使兩極板間的電壓U = 99.6V；海水沿y軸方向流過通道, 已知海水的電阻率ρ=0.20Ω·m.

(1)船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向；

(2)船以 = 5.0 m/s的速度勻速前進。以船為參照物，海水以5.0 m/s的速率涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內(nèi)海水的速率增加到  = 8.0 m/s, 求此時金屬板間的感應電動勢U感 .

(3)船行駛時，通道中海水兩側的電壓按U'=U -U感 計算，海水受到電磁力的80% 可以轉換

為船的動力, 當船以vs =5.0 m/s的速度勻速前進時，求海水推力的功率。   

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