如图,水平匀强磁场的磁感应强度大小为B,其上边界水平,无下边界。距磁场边界上方h高处有一正方形导线框,其平面与磁场方向垂直,且两边与磁场边界平行。已知导线框质量为m、电阻为R、边长为l。现将导线框由静止释放(空气阻力忽略不计)
(1)导线框进入磁场过程中线框中的电流方向(从外向里看),并说明判断依据;
(2)若导线框在进入磁场的过程中保持匀速直线运动,求线框开始运动时其下端与磁场边界之间的距离h以及线框中产生的热量;
(3)设(2)中计算的结果为h0,分别就h=h0、h<h0和h>h0三种情况分析、讨论线框下端进入磁场后的速度变化和能量转化情况。
(1)导线框进入磁场过程中线框中的电流方向(从外向里看),并说明判断依据;
(2)若导线框在进入磁场的过程中保持匀速直线运动,求线框开始运动时其下端与磁场边界之间的距离h以及线框中产生的热量;
(3)设(2)中计算的结果为h0,分别就h=h0、h<h0和h>h0三种情况分析、讨论线框下端进入磁场后的速度变化和能量转化情况。
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(已下线)2022届上海市普通高中学业水平等级性考试模拟测试卷五
更新时间:2021-07-21 20:43:08
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【知识点】 求线框进出磁场时电阻上生热
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图所示,质量为m=0.1kg闭合矩形线框ABCD,由粗细均匀的导线绕制而成,其总电阻为R=0.04Ω,其中长LAD=40cm,宽LAB=20cm,线框平放在绝缘水平面上。线框右侧有竖直向下的有界磁场,磁感应强度B=1.0T,磁场宽度d=10cm,线框在水平向右的恒力F=2N的作用下,从图示位置由静止开始沿水平方向向右运动,线框CD边从磁场左侧刚进入磁场时,恰好做匀速直线运动,速度大小为v1,AB边从磁场右侧离开磁场前,线框已经做匀速直线运动,速度大小为v2,整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力Ff=1N,且线框不发生转动。求:
(1)速度v1和v2的大小;
(2)求线框开始运动时,CD边距磁场左边界距离x;
(3)线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热。
(1)速度v1和v2的大小;
(2)求线框开始运动时,CD边距磁场左边界距离x;
(3)线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热。
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】如图,两条足够长、间距为d的平行光滑金属直轨道MN、PQ与水平面成θ角,EF上方存在垂直导轨平面的如图乙所示的磁场,磁感应强度在0~T时间内按余弦规律变化(周期为T、最大值为B0),T时刻后稳定为B0。t=0时刻,正方形金属框ABCD在平行导轨向上的恒定外力作用下静止于导轨上。T时刻撤去外力,框将沿导轨下滑,金属框在CD边、AB边经过EF时的速度分别为v1和v2。已知金属框质量为m、边长为d、每条边电阻为R,框中磁场按余弦规律变化时产生的正弦式交变电流的峰值
,求:
(1)CD边刚过EF时,A、B两点间的电势差;
(2)撤去外力到AB边经过EF的总时间;
(3)从0时刻到AB边经过EF的过程中产生的焦耳热。
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(1)CD边刚过EF时,A、B两点间的电势差;
(2)撤去外力到AB边经过EF的总时间;
(3)从0时刻到AB边经过EF的过程中产生的焦耳热。
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】如图,abcd 是一个质量为 m,边长为 L 的正方形金属线框,从图示位置自由下落,在下落 h 后进入磁感应强度为 B 的匀强磁场,恰好做匀速直线运动,该磁场的宽度也为 L.在这个磁场的正下方 h+L 处以下,还充满一个强度未知的匀强磁场(宽度足够宽,且图中未画出),金属线框 abcd 在进入这个磁场时也恰好做匀速直线运动.(不计空气阻力影响)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/26/cf4019df-b873-4377-b30c-57eac5e8553c.png?resizew=98)
求:(1)线框 cd 边刚进入未知磁场时的速度大小?
(2)未知磁场的磁感应强度大小?
(3)线框从开始下落到完全进入未知磁场的全过程中,产生的电能是多少?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/26/cf4019df-b873-4377-b30c-57eac5e8553c.png?resizew=98)
求:(1)线框 cd 边刚进入未知磁场时的速度大小?
(2)未知磁场的磁感应强度大小?
(3)线框从开始下落到完全进入未知磁场的全过程中,产生的电能是多少?
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