组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 电磁感应 > 电磁感应中的能量转化 > 线框进出磁场类问题 > 求线框进出磁场时电阻上生热
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:437 题号:21698553
2022年4月16日上午,被称为“感觉良好”乘组的“神舟十三号”结束太空出差,顺利回到地球。为了能更安全着陆,设计师在返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。每台电磁缓冲装置包含绝缘光滑缓冲轨道,且缓冲轨道内存在稳定匀强磁场,方向垂直于整个缓冲轨道平面。4台电磁缓冲装置与地面提前着陆的4个缓冲滑块分别对接,缓冲滑块外部由高强度绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与返回舱中的磁场相互作用,返回舱一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,返回舱的速度大小为,4台电磁缓冲装置结构相同,其中一台电磁缓冲装置的结构简图如图所示,线圈的电阻为R边长为L,返回舱的质量为m,磁感应强度大小为B,重力加速度大小为g,一切摩擦阻力均不计。
(1)缓冲滑块刚停止运动时,求流过线圈边的电流大小和方向;
(2)假设缓冲轨道足够长,线圈足够高,求软着陆速度v的大小;
(3)若返回舱的速度大小从减到v的过程中,经历的时间为t,求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。(结果保留v

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,光滑斜面的倾角,在斜面上放置一矩形线框abcdab边的边长L1=1m,bc边的边长L2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框与绝缘细线相连,现用F=20N的恒力通过定滑轮向下拉细线并带动线框移动(如图所示),斜面上ef线(efgh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间做匀速运动,efgh的距离s=18.6m,取g=10m/s2,求:

(1)线框进入磁场前的加速度和线框进入磁场时做匀速运动的速度v
(2)简要分析线框在整个过程中的运动情况,并求出ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t
(3)ab边运动到gh线处的速度大小,和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热。
2016-12-08更新 | 639次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】如图甲所示,有两根竖直的平行金属导轨,间距L=1m。导轨所在空间有两宽度均为D=0.8m的匀强磁场区域,B1方向垂直导轨平面向外,B2方向垂直导轨平面向里,其边界均与导轨垂直,两磁场的间距为HH未知)。“联动双杆”(两根长为L的金属杆abcd用长度为D的刚性绝缘轻杆ef连接构成)的总质量为m=2.5kg,两杆的电阻均为R=1Ω(其余电阻不计)。T=0时刻“联动双杆”在垂直ab边竖直向上的恒定的拉力F=24N作用下从静止开始运动(始终与轨道接触良好,摩擦阻力不计),依次经过两匀强磁场区域,其向下运动过程中的速度与时间的关系如图乙所示。已知t1=5s时,cd杆刚好到达B1区域边界线PP′,“联动双杆”便开始匀速运动;t2=5.5s时,cd边刚好到达B2区域的边界线MM′便撤去拉力F。求:(g=10m/s2
(1)匀强磁场磁感应强度B1的大小;
(2)两磁场的间距H和磁感应强度B2的大小;
(3)t1=5s至t3=5.8s过程中ab杆中产生的焦耳热。
2023-11-20更新 | 520次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
真题 名校
【推荐3】如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω的正方形线框MNOPv0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求:
(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F
(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q
(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n

2019-01-30更新 | 5239次组卷
共计 平均难度:一般