如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存在磁场,磁场方向垂直纸面向里。在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框,ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J,求在此过程中线框产生的焦耳热Q。
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J,求在此过程中线框产生的焦耳热Q。
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更新时间:2016-12-08 16:41:44
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【推荐1】如图所示为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定外力F向右为正画出外力F随时间变化规律的图象
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名校
【推荐2】如图所示,水平桌面上存在着倾斜有界匀强磁场,磁场边界与桌面的夹角,质量为m,总电阻为R的均匀矩形金属框abcd在水平向右的拉力F作用下向右以速度v匀速运动,已知ad=2dc=2L,金属框与桌面间的动摩擦因数为.
(1)当dc中点e到达磁场边界时,ab和de两点间的电压和各为多少?
(2)试给出dc边进入磁场过程中dc边所受安培力随时间变化的表达式(以d点到达磁场边界为时间t的起点).
(3)在所给的坐标系中定性画出整个线框完全进入磁场过程中,拉力F随前进位移x变化的曲线(以d点到达磁场边界为位移x的起点,需标出某些特定点的值),并求出拉力的最大值.
(1)当dc中点e到达磁场边界时,ab和de两点间的电压和各为多少?
(2)试给出dc边进入磁场过程中dc边所受安培力随时间变化的表达式(以d点到达磁场边界为时间t的起点).
(3)在所给的坐标系中定性画出整个线框完全进入磁场过程中,拉力F随前进位移x变化的曲线(以d点到达磁场边界为位移x的起点,需标出某些特定点的值),并求出拉力的最大值.
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适中
(0.65)
【推荐3】如图甲所示,竖直平面固定有间距为L的两足够长金属导轨,金属棒MN和PQ通过套环套在导轨上,虚线上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,下方存在方向竖直向下的匀强电场,两磁场的磁感应强度大小均为B,MN与导轨之间无摩擦,PQ与导轨之间的动摩擦因数为μ。t=0时PQ由静止释放,同时对MN施加一个竖直向上的拉力F,使MN沿导轨向上做初速度为零、加速度大小为a的匀加速运动,力F随时间t的变化规律如图乙,t1时刻F的大小是t=0时的3倍,两棒的总电阻为R,重力加速度大小为g,其余电阻不计,两棒运动过程中始终与导轨垂直。
(1)求t1时MN受到的安培力FA1的大小和方向;
(2)若在0~t1时间内两棒产生的总焦耳热为Q,求这段时间内拉力F做的功W;
(3)若PQ重力大小为G,请在图丙中大致画出PQ所受的摩擦力f随时间t变化的图线(不必写分析过程)。
(1)求t1时MN受到的安培力FA1的大小和方向;
(2)若在0~t1时间内两棒产生的总焦耳热为Q,求这段时间内拉力F做的功W;
(3)若PQ重力大小为G,请在图丙中大致画出PQ所受的摩擦力f随时间t变化的图线(不必写分析过程)。
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【推荐1】如图所示,竖直面内的正方形导线框ABCD、abcd的边长均为l、总电阻均为R,质量分别为2m和m,它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端,在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面向里的匀强磁场。开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合,abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为l。现将系统由静止释放,当ABCD刚全部进入磁场时,系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力,求:
(1)系统匀速运动的速度大小;
(2)两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热;
(3)线框abcd通过磁场的时间。
(1)系统匀速运动的速度大小;
(2)两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热;
(3)线框abcd通过磁场的时间。
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适中
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【推荐2】如图所示,空间存在竖直向下的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B。一边长为L,质量为m、电阻为R的正方形单匝导线框abcd放在水平桌面上。在水平拉力作用下,线框从左边界以速度v匀速进入磁场,当cd边刚进入磁场时撤去拉力,ab边恰好能到达磁场的右边界。已知线框与桌面间动摩擦因数为μ,磁场宽度大于L,重力加速度为g。求:
(1)ab边刚进入磁场时,其两端的电压U;
(2)水平拉力的大小F和磁场的宽度d;
(3)整个过程中产生的总热量Q。
(1)ab边刚进入磁场时,其两端的电压U;
(2)水平拉力的大小F和磁场的宽度d;
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适中
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【推荐3】实验小组想要探究电磁刹车的效果,在遥控小车底面安装宽为0.1m、长为0.4m的10匝矩形线框abcd,总电阻为R=2Ω,面积可认为与小车底面相同,其平面与水平地面平行,小车总质量为m=0.2kg.如图是简化的俯视图,小车在磁场外以恒定的功率做直线运动,受到地面阻力恒为f=0.4N,进入磁场前已达到最大速度υ=5m/s,车头(ab边)刚要进入磁场时立即撤去牵引力,车尾(cd边)刚出磁场时速度恰好为零.已知有界磁场宽度为0.4m,磁感应强度为B=1.4T,方向竖直向下.求:
(1)进入磁场前小车所受牵引力的功率P;
(2)车头刚进入磁场时,小车的加速度大小;
(3)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q.
(1)进入磁场前小车所受牵引力的功率P;
(2)车头刚进入磁场时,小车的加速度大小;
(3)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q.
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名校
【推荐1】沿竖直方向有光滑绝缘导轨框。导轨框内侧安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。导轨框内的滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈,线圈的边和边电阻均为R,其余电阻忽略不计,匝数为n,边长为L。整个装置从与地面相距H的高度下落与地面碰撞后,滑块K立即停下,此后在线圈与磁场的作用下使导轨框减速。导轨框的总质量为m,地球表面的重力加速度为g,不计空气阻力,滑块K以及线圈的质量忽略不计。
(1)求滑块刚停止运动时,导轨框加速度大小;
(2)若导轨框向下移动距离H后速度为零,则此过程中线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(1)求滑块刚停止运动时,导轨框加速度大小;
(2)若导轨框向下移动距离H后速度为零,则此过程中线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
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名校
【推荐2】某种飞船的电磁缓冲装置结构简化图如图所示。在缓冲装置的底板上,沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨NP、MQ。导轨内侧安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B。绝缘缓冲底座上绕有n匝闭合矩形线圈,线圈总电阻为R,ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后,绝缘缓冲底座立即停下,船舱主体在磁场作用下减速,从而实现缓冲。返回舱质量为m,地球表面重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,缓冲装置质量忽略不计。
(1)求绝缘缓冲底座的线圈中最大感应电流的大小
(2)若船舱主体向下移动距离H后速度减为v,此过程中缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(1)求绝缘缓冲底座的线圈中最大感应电流的大小
(2)若船舱主体向下移动距离H后速度减为v,此过程中缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
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名校
【推荐3】如图,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块和质量为的缓冲车厢.在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN,缓冲车的底部,安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成,滑块上绕有闭合矩形线圈,线圈的总电阻为,匝数为,边长为,假设缓冲车以速度与障碍物碰撞后,滑块立即停下,此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动,从而实现缓冲,一切摩擦阻力不计.
(1)求滑块的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离后速度为零,缓冲车厢与障碍物和线圈的边均没有接触,则此过程线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(1)求滑块的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离后速度为零,缓冲车厢与障碍物和线圈的边均没有接触,则此过程线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
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