图所示,空间中有4个互相平行的竖直分界面P、Q、M、N,它们的间距均为。P、Q间充满竖直向上的匀强磁场,M、N间充满竖直向下的匀强磁场,PQ、MN间的磁场磁感应强度均为。在分界面P的左侧有一个边长的正方形金属线框abcd,线框水平放置,ab边平行于分界面P,与P的距离也为d。现线框以的速度水平飞出,当ab边刚好到达分界面Q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)ab边刚进入分界面P时线框受到的合力大小及方向;
(2)线框从开始运动到ab边到达Q过程下落的高度h;
(3)若磁感应强度B可调,想要线框最终能竖直下落,B的最小值表达式(用m、、d、L和R表示)。
(1)ab边刚进入分界面P时线框受到的合力大小及方向;
(2)线框从开始运动到ab边到达Q过程下落的高度h;
(3)若磁感应强度B可调,想要线框最终能竖直下落,B的最小值表达式(用m、、d、L和R表示)。
更新时间:2024-05-08 21:18:26
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【推荐1】如图,在绝缘的滑块上方固定一个竖直放置的正方形闭合线框,线框边长为L,总电阻为R,滑块连同线框的质量为 m,滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ。右侧长、高均大于L的虚线区域内存在垂直线框平面向里、大小为B的匀强磁场,磁场区域的下边界恰好与线框的中心线在同一水平面上。现给滑块施加一水平向右的拉力,使其以速度v匀速进入磁场区域,重力加速度为g,求:
(1)线框右侧刚进入磁场区域时,框中的电流I;
(2)线框右侧刚进入磁场区域时,拉力F的大小;
(3)线框左侧进入磁场区域前的瞬间,拉力F的大小;
(4)将线框拉进磁场的过程中,滑块与地面摩擦产生的热量Q的大小。
(1)线框右侧刚进入磁场区域时,框中的电流I;
(2)线框右侧刚进入磁场区域时,拉力F的大小;
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【推荐2】如图所示,在Oxy光滑绝缘水平面上的第一象限内存在方向垂直纸面向外、大小B=0.5T的匀强磁场。一阻值R=0.4Ω、质量m=0.1kg和边长L=0.8m的正方形金属框,静止放在水平桌面上,其右边界bc恰好与y轴重合。现给其施以水平向右的恒力F,当be边到达x=0.4m时恰好达到最大速度v=2m/s,此时撤去外力F。
(1)恒力F的大小;
(2)从开始运动到撤去外力的瞬间,线框运动的时间t;
(3)从开始运动到完全进入磁场的整个过程中,线框产生的焦耳热Q。
(1)恒力F的大小;
(2)从开始运动到撤去外力的瞬间,线框运动的时间t;
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【推荐3】在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形线圈abcd,现在外力的作用下从静止开始向右运动,穿过固定不动的有界匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,磁场区域的宽度大于线圈边长.测得线圈中产生的感应电动势E的大小和运动时间变化关系如图.已知图象中三段时间分别为Δt1、Δt2、Δt3,且在Δt2时间内外力为恒力.
(1)定性说明线圈在磁场中向右作何种运动?
(2)若线圈bc边刚进入磁场时测得线圈速度v,bc两点间电压U,求Δt1时间内,线圈中的平均感应电动势.
(3)若已知Δt1∶Δt2∶Δt3=2∶2∶1,则线框边长与磁场宽度比值为多少?
(4)若仅给线圈一个初速度v0使线圈自由向右滑入磁场,试画出线圈自bc边进入磁场开始,其后可能出现的v-t图象.(只需要定性表现出速度的变化,除了初速度v0外,不需要标出关键点的坐标)
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(2)若线圈bc边刚进入磁场时测得线圈速度v,bc两点间电压U,求Δt1时间内,线圈中的平均感应电动势.
(3)若已知Δt1∶Δt2∶Δt3=2∶2∶1,则线框边长与磁场宽度比值为多少?
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【推荐1】如图所示,间距、足够长的平行金属导轨倾角,底端接一阻值为的电阻,质量的金属棒通过跨过轻质定滑轮的细线与质量的重锤相连,滑轮左侧细线与导轨平行,金属棒电阻(其他电阻均不计),金属棒始终与导轨垂直且接触良好,二者间的动摩擦因数,整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小,已知重力加速度,,现将重锤由静止释放.求:
(1)刚释放重锤瞬间重锤的加速度a;
(2)重锤的最大速度v;
(3)重锤下降时,其速度已经达到最大速度v,求这个过程中通过电阻R的电荷量q和电阻R上产生的焦耳热Q。
(1)刚释放重锤瞬间重锤的加速度a;
(2)重锤的最大速度v;
(3)重锤下降时,其速度已经达到最大速度v,求这个过程中通过电阻R的电荷量q和电阻R上产生的焦耳热Q。
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【推荐2】平行导轨PQ、MN(电阻均不计)间距为L,直线部分在水平面内,光滑圆弧部分在竖直平面内,光滑圆弧部分与直线部分平滑连接,直线部分足够长且处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.导体棒ab、cd的质量分别为M、m,且M>m,电阻分别为R、r.重力加速度为g.将cd棒垂直跨放在水平轨道上,ab棒从离水平轨道高为H处由静止释放.
(1)若导体棒cd固定,ab棒与平行导轨水平部分的动摩擦因数为μ,从ab棒由静止释放到在水平轨道上减速为零的过程中,通过ab棒的电荷量为q,该过程中ab棒未与cd棒相碰.求ab棒刚进入磁场时,cd棒电功率和从刚释放如ab棒到ab棒停止运动的过程整个回路产生的焦耳热;
(2)若导体棒cd不固定且水平导轨光滑,运动中两棒没有相碰.求导体棒cd第一次出磁场后滑上弧形轨道的最大高度h.
(1)若导体棒cd固定,ab棒与平行导轨水平部分的动摩擦因数为μ,从ab棒由静止释放到在水平轨道上减速为零的过程中,通过ab棒的电荷量为q,该过程中ab棒未与cd棒相碰.求ab棒刚进入磁场时,cd棒电功率和从刚释放如ab棒到ab棒停止运动的过程整个回路产生的焦耳热;
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【推荐3】如图所示,平行倾斜金属导轨Ⅰ,上端连接阻值为R的电阻,下端与一半径为l的60°圆弧导轨平滑连接,圆弧最底端ef处通过一小段(长度可忽略)绝缘介质与足够长的水平平行金属导轨Ⅱ相连,轨道宽度均为l。导轨Ⅰ所在区域abcd间有磁感应强度为B1、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场,圆弧及水平轨道Ⅱ所在区域cd至gh间有磁感应强度为B2、方向竖直向上的匀强磁场。导轨Ⅱ左端gh之间连接电动势为E、内阻为r的电源。一根质量为m、电阻为R金属棒从导轨Ⅰ区域ab上方某位置静止释放,沿倾斜轨道经cd进入圆弧轨道直至最低点ef处。已知无论金属棒从ab轨道上方何处释放,进入圆弧轨道的速度均相同,金属棒到达ef后,在水平向左恒定外力F作用下向左加速运动,经过一段时间后达到稳定速度。不计一切摩擦和导轨的电阻,金属棒与导轨始终接触良好,求金属棒:
(1)滑至cd处时的速度v的大小;
(2)从cd滑至ef的过程中,通过电阻R的电荷量q;
(3)在导轨Ⅱ上达到稳定时的速度vm的大小。
(1)滑至cd处时的速度v的大小;
(2)从cd滑至ef的过程中,通过电阻R的电荷量q;
(3)在导轨Ⅱ上达到稳定时的速度vm的大小。
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