如圖所示,一正方形線圈從某一高度自由下落,恰好勻速進(jìn)入其下方的勻強磁場區(qū)域.已知正方形線圈質(zhì)量為m,邊長為L,電阻為R,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,高度為2L,求:
(1)線圈進(jìn)入磁場時回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1的大小和方向;
(2)線圈離開磁場過程中通過橫截面的電荷量q;
(3)線圈下邊緣剛離開磁場時線圈的速度v的大。
(1)線圈進(jìn)入磁場時勻速,
由平衡條件得:mg=F
且F=BI1L,
解得:I1=
mg
BL
,
由右手定則可知:沿逆時針方向.
(2)在線圈離開磁場的過程中:q=
.
I
?△t
,
電流:
.
I
=
.
E
R
=
△?
△t
R
,
電荷量:q=
.
I
△t=
△?
R
=
BL2
R
;
(3)線圈剛進(jìn)入磁場時:E1=BLv0,
電流:I1=
E1
R
,
線圈剛進(jìn)入磁場時的速度:v0=
mgR
B2L2
,
從線圈完全進(jìn)入磁場到線圈下邊緣剛離開磁場的過程中,
線圈做勻加速運動,則v2-
v20
=2gL
,
解得:v=
m2g2R2
B4L4
+2gL
;
答:(1)線圈進(jìn)入磁場時回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1
mg
BL
,方向:沿逆時針方向;
(2)線圈離開磁場過程中通過橫截面的電荷量為
BL2
R

(3)線圈下邊緣剛離開磁場時線圈的速度為
m2g2R2
B4L4
+2gL
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,讓閉合線圈abcd從高h(yuǎn)處下落后,進(jìn)入勻強磁場中,在bc邊開始進(jìn)入磁場,到ad邊剛進(jìn)入磁場的這一段時間內(nèi),表示線圈運動的v-t圖象不可能是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,一對足夠長的平行粗糙導(dǎo)軌固定在水平面上,兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)=1m,左端之間用R=3Ω的電阻連接,導(dǎo)軌的電阻忽略不計.一根質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿靜置于兩導(dǎo)軌上,并與兩導(dǎo)軌垂直.整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上.現(xiàn)用水平向右的拉力F拉導(dǎo)體桿,拉力F與時間t的關(guān)系如圖乙所示,導(dǎo)體桿恰好做勻加速直線運動.在0~2s內(nèi)拉力F所做的功為W=
68
3
J,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)在0~2s內(nèi)通過電阻R的電量q;
(3)在0~2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,MN和PQ是兩根放在豎直面內(nèi)且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌,相距l(xiāng)=50cm.導(dǎo)軌處在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度B=5T的勻強磁場中.一根電阻為r=0.1Ω的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌左右運動.兩塊平行的、相距d=10cm、長度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導(dǎo)軌相連接,圖中跨接在兩導(dǎo)軌間的電阻R=0.4Ω.其余電阻忽略不計.已知當(dāng)金屬棒ab不動時,質(zhì)量m=10g、帶電量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間,恰能射出金屬板(g取10m/s2).求:
(1)小球的速度v0
(2)若使小球在金屬板間不偏轉(zhuǎn),則金屬棒ab的速度大小和方向;
(3)若要使小球能從金屬板間射出,則金屬棒ab勻速運動的速度應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一邊長L=10cm的正方形金屬導(dǎo)體框abcd,從某一高度hm處開始豎直向下自由下落,其下邊進(jìn)入只有水平上邊界的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1.0T.線框進(jìn)入磁場時,線框平面保持與磁場垂直,線框底邊保持水平.已知正方形線框abcd的質(zhì)量m=0.1kg,電阻R=0.02Ω,自下邊ab進(jìn)入磁場直到上邊cd也進(jìn)入磁場時為止,整個線框恰好能夠保持做勻速直線運動.若g=10m/s2,不計空氣阻力,求:
(1)線框下落的高度h;
(2)線框在上述進(jìn)入磁場的過程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m,處在同一豎直面中,導(dǎo)軌的左端接有如圖所示的電路,其中水平放置的電容器兩極板相距d=10mm,定值電阻R1=R3=8Ω,R2=2Ω,金屬棒ab的電阻r=2Ω,導(dǎo)軌電阻不計.磁感應(yīng)強度B=0.4T的勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌面.在水平向右的恒力F作用下,金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運動時,電容器兩極板之間質(zhì)量m=1×10-14kg,帶電荷量q=-1×10-15C的微粒恰好靜止不動.取g=10m/s2,求:
(1)電容器兩極板間電壓?
(2)金屬棒ab勻速運動的速度大小是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,虛線框abcd內(nèi)為一正方形勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面.實線框a′b′c′d′是一個矩形導(dǎo)體線框,a′b′邊與ab邊平行,且a′b′=2b′c′.若將導(dǎo)線框沿垂直于ab的方向勻速地拉離磁場區(qū)域,外力做的功為W1;若將導(dǎo)線框沿垂直于ad的方向以相同的速率勻速地拉離磁場區(qū)域,外力做的功為W2.則(  )
A.W1=W2B.W1=2W2C.2W1=W2D.4W1=W2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,MN右側(cè)一正三角形勻強磁場區(qū)域,上邊界與MN垂直.現(xiàn)有一與磁場邊界完全相同的三角形導(dǎo)體框,垂直于MN勻速向右運動.導(dǎo)體框穿過磁場過程中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象可能是(取逆時針電流為正)( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示.電阻為R,其他電阻均可忽略,ef是一電阻可不計質(zhì)最為m的水平放置的導(dǎo)體棒,棒的兩端分別與豎直放置的ab、cd框保持良好接觸,又能沿框架無摩擦下滑,整個裝置放在與框架垂直的勻強磁場中,當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑一段時間后閉合開關(guān)S,則S閉合后( 。
A.導(dǎo)體棒ef的加速度一定大于g
B.導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于g
C.導(dǎo)體棒ef最終速度跟S閉合的時刻無關(guān)
D.導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)能之和一定守恒

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