(2001年上海)如圖所示,固定于水平面上的金屬框cdef,處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動.此時abed構(gòu)成一個邊長l的正方形,棒電阻r,其余電阻不計,開始時磁感應(yīng)強度為B。

(1)若以t=0時起,磁感應(yīng)強度均勻增加,每秒增加量k,同時保持棒靜止,求棒中的感應(yīng)電流。
(2)在上述情況中,棒始終保持靜止,當(dāng)t=t1時需加垂直于棒水平外力多大?
(3)若從t=0時起,磁感應(yīng)強度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右勻速運動,可使棒中不產(chǎn)生I,則磁感應(yīng)強度應(yīng)怎樣隨時間變化?(寫出Bt的關(guān)系式)
(1)(2)(B0+kt1
(3)
(1)據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E==kl2
回路中的感應(yīng)電流為
I=
(2)當(dāng)t=t1時,B=B0+kt1
金屬桿所受的安培力為
F=BIl=(B0+kt1
據(jù)平衡條件,作用于桿上的水平拉力為
F=F=(B0+kt1
(3)要使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則通過閉合回路的磁通量不變,即
B0l2=Bll+vt
解得
B=
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上,在軌道左上方端點間接有阻值為的小電珠,整個軌道處在磁感強度為的勻強磁場中,兩導(dǎo)軌間距為,F(xiàn)有一質(zhì)量為、電阻為的金屬棒、處由靜止釋放,經(jīng)一定時間到達導(dǎo)軌最低點、,此時速度為。
(1)指出金屬棒、的過程中,通過小電珠的電流方向和金屬棒的速度大小變化情況;
(2)求金屬棒到達、時,整個電路的瞬時電功率;
(3)求金屬棒、、的過程中,小電珠上產(chǎn)生的熱量。

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高頻焊接是一種常用的焊接方法,圖1是焊接的原理示意圖。將半徑為r=10cm的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中,然后在線圈中通以高頻變化電流,線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示,t=0時刻磁場方向垂直線圈所在平面向外。工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3W×m-1,焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍,焊接的縫寬非常小,不計溫度變化對電阻的影響。
(1)求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小,在圖3中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象(以逆時針方向電流為正);
(2)求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的有效值;
(3)求t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖12-2-6所示,半徑為R、單位長度電阻為λ的均勻?qū)w圓環(huán)固定在水平面上,圓環(huán)中心為O.勻強磁場垂直水平面方向向下,磁感強度為B.平行于直徑MON的導(dǎo)體桿,沿垂直于桿的方向向右運動.桿的電阻可以忽略不計,桿與圓環(huán)接觸良好,某時刻,桿的位置如圖,,速度為,求此時刻作用在桿上安培力的大。

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如圖所示,無限長金屬導(dǎo)軌EF、PQ固定在傾角為θ=53°的光滑絕緣斜面上,軌道間距L="1" m,底部接入一阻值為R="0.4" Ω的定值電阻,上端開口.垂直斜面向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B="2" T.一質(zhì)量為m="0.5" kg的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2,ab連入導(dǎo)軌間的電阻r="0.1" Ω,電路中其余電阻不計.現(xiàn)用一質(zhì)量為M="2.86" kg的物體通過一不可伸長的輕質(zhì)細繩繞過光滑的定滑輪與ab相連.由靜止釋放M,不計空氣阻力,當(dāng)M下落高度h="2.0" m時,ab開始勻速運動(運動中ab始終垂直導(dǎo)軌,并接觸良好).

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2
π
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