如图所示,空间存在两个相邻且互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ,磁场边界1、2、3均水平,两磁场的磁感应强度大小相等方向相反,宽度为
,现有一边长也为L的正方形闭合导线框从距1边界
处由静止释放,已知线框ab边进入磁场Ⅰ时恰好做匀速直线运动,进入Ⅱ区域后经一段时间也做匀速直线运动,整个线框在穿过磁场区域的过程中ab边始终水平。(g取
)求:
(1)线框在ab边刚进入磁场Ⅱ时的加速度;
(2)线框ab边在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动的总时间;
(3)试画出线框从进入磁场区域到完全出磁场的
图像。(仅定性分析阶段变化并简要判断最终出磁场时速度大小即可,不要求具体计算证明)
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(1)线框在ab边刚进入磁场Ⅱ时的加速度;
(2)线框ab边在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动的总时间;
(3)试画出线框从进入磁场区域到完全出磁场的
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更新时间:2020-12-20 08:37:48
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【推荐1】如图所示,P、Q、M、N为四个互相平行的竖直分界面,间距均为d,P、Q之间充满竖直向上的匀强磁场,M、N之间充满竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B。在分界面P的左侧有一边长为
的正方形线框
,线框水平放置,
边平行于分界面P,与界面P的距离也为d。线框以水平初速度
飞出,当
边刚好到达分界面Q时,线框的速度大小仍为
。已知线框由同种规格导线制成,总质量为m,总电阻为R,重力加速度为g。求
(1)
边刚好进入分界面P时,a、b两点间的电势差大小以及线框加速度的大小;
(2)
边刚好到达分界面Q时,线框产生的焦耳热以及下落的距离;
(3)要想线框最终能竖直下落,求磁感应强度的最小值。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
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(1)
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(2)
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(3)要想线框最终能竖直下落,求磁感应强度的最小值。
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较难
(0.4)
【推荐2】如图甲所示,斜面上存在一有理想边界的匀强磁场,磁场方向与斜面垂直.在斜面上离磁场上边界0.36m处由静止释放一单匝矩形金属线框,线框底边和磁场边界平行,金属线框与斜面间的动摩擦因数0.5.整个线框进入磁场的过程中,机械能E和位移之间的关系如图乙所示.已知E0-E1=0.09J,线框的质量为0.1kg,电阻为0.06
,斜面倾角37°,磁场区域的宽度d=0.43m,求:
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(1).线框刚进入磁场时的速度大小v1;
(2).线框从开始进入至完全进入磁场所用的时间t;
(3).线框穿越磁场的整个过程中电功率的最大值.
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(1).线框刚进入磁场时的速度大小v1;
(2).线框从开始进入至完全进入磁场所用的时间t;
(3).线框穿越磁场的整个过程中电功率的最大值.
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,空间中有4个互相平行的竖直分界面
、
、
、
,它们的间距均为
。
、
间充满竖直向上的匀强磁场,
、
间充满竖直向下的匀强磁场,
、
间的磁场磁感应强度均为
。在分界面
的左侧有一个边长
的正方形金属线框
,线框水平放置,
边平行于分界面
,与
的距离也为
。现线框以
的速度水平飞出,当
边刚好到达分界面
时,线框的速度大小仍为
。已知线框的电阻
,质量为
,重力加速度为
,求:
(1)
边刚进入分界面
时线框受到的合力方向;
(2)线框从开始运动到
边到达
过程下落的高度
;
(3)若磁感应强度
可调,想要线框最终能竖直下落,
的最小值表达式(用
、
、
、
和
表示)。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e47764ad5675f2f70ffe152f19a3e169.png)
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(1)
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(2)线框从开始运动到
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acc290b44635265137fdf13146b6a6d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
(3)若磁感应强度
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示(俯视图),光滑绝缘水平面上有一边长
的正方形单匝导体线框abcd,线框质量
,总电阻
。线框的右侧有两块条形区域的匀强磁场依次排列,条形区域的宽度也均为
,长度足够长,磁场的边界与线框的bc边平行。区域Ⅰ磁场的磁感应强度为
,方向竖直向下,区域Ⅱ磁场的磁感应强度为
,方向也竖直向下。给线框一水平向右的初速度,初速度方向与bc边垂直,则
(1)若线框向右的初速度
,求线框bc边刚进区域Ⅰ时,线框的加速度大小;
(2)若线框bc边能穿过区域Ⅰ,则线框bc边穿过区域Ⅰ的过程中,线框受到安培力的冲量;
(3)要使线框能完全穿过整个磁场区域,至少给线框多大的初速度。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58d6961838f6bd0917fe95735d7c53dc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ccc94f2ea411c691d91a4fc6665c24ce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aec7a8484e27fb4007ed925f240bd095.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aad91a2611cea9a5b023d9dd27bda72b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fabe0635ccb4e0a7a9d806ec653c06c3.png)
(1)若线框向右的初速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59ba0a6a01bc1024bca29d96413518e7.png)
(2)若线框bc边能穿过区域Ⅰ,则线框bc边穿过区域Ⅰ的过程中,线框受到安培力的冲量;
(3)要使线框能完全穿过整个磁场区域,至少给线框多大的初速度。
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成,如图所示。倾角为θ的导轨处于大小为B1、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中,水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为2m的“联动双杆”(由两根长为l的金属杆cd和ef,用长度为L的刚性绝缘杆连接构成),在“联动双杆”右侧存在大小为B2、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ,其长度大于L。质量为2m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放,达到匀速后进入水平导轨(无能量损失),杆ab与“联动双杆”发生碰撞,碰后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”。“联动三杆”继续沿水平导轨迹入磁场区间Ⅱ并从中滑出。运动过程中,杆ab,cd和ef与导轨始终接触良好,且保持与导轨垂直。已知杆ab,cd和ef电阻均为R=0.02 Ω,m=0.1 kg,l=0.5 m,L=0.3 m,θ=30°,B1=0.1 T,B2=0.4 T。不计摩擦阻力和导轨电阻,忽略磁场边界效应。求:
(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v;
(2)ab杆在倾斜轨道上的速度
时的加速度;
(3) “联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ产生的焦耳热Q。
(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v;
(2)ab杆在倾斜轨道上的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f04c3119861db0f81f0c4a7a4d25d40.png)
(3) “联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ产生的焦耳热Q。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/16/2420643713507328/2420677270847488/STEM/4a90d460-2667-427a-9433-9c61f118d317.png?resizew=408)
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,在空间有两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,区域Ⅰ磁场边界AA′与DD′的间距为H,磁场方向垂直纸面向里;区域Ⅱ磁场足够宽,其上边界为CC′,磁场方向垂直纸面向外,CC′与DD′的间距为L.现有一质量为m、边长为L(L<H)、电阻值为R的正方形线框abcd由AA′上方某处自由落下,恰能匀速进入区域Ⅰ磁场,当线框ab边刚进入区域Ⅰ磁场时,区域Ⅰ内磁场就开始均匀增加,经时间t,线框cd边刚要离开区域Ⅰ磁场时,区域Ⅰ内磁场为2B且此后保持不变.线框cd边刚要进入边界CC′前瞬间线框的速度大小为
,线框ab边刚要进入边界CC′前瞬间线框的电功率为P,重力加速度为g,空气阻力不计,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/29/2129199867813888/2134223946842112/STEM/1003042e-fd89-48fe-8250-7ddd1f26f671.png?resizew=149)
(1)线框的cd边刚要进入边界CC′前瞬间线框的加速度;
(2)线框的cd边从AA′运动到CC′过程中线框产生的热量;
(3)线框从cd边到达AA′运动到ab边到达CC′所经历的时间
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8e4cb073ca5bae150259018fbbf6de1b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/29/2129199867813888/2134223946842112/STEM/1003042e-fd89-48fe-8250-7ddd1f26f671.png?resizew=149)
(1)线框的cd边刚要进入边界CC′前瞬间线框的加速度;
(2)线框的cd边从AA′运动到CC′过程中线框产生的热量;
(3)线框从cd边到达AA′运动到ab边到达CC′所经历的时间
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