如图所示,边长为L的正方形金属线框abcd静止在光滑绝缘水平面上,平行边界MN、PQ间有垂直于水平面向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,MN、PQ间的距离刚好等于L,开始时金属线框的ab边到磁场边界MN的距离也刚好等于L,现给金属线框一个水平向右的恒定拉力,结果金属线框刚好能匀速穿过磁场,线框运动过程中ab边始终与MN平行,已知金属线框的电阻为R,质量为m,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/9/80523ae4-29f8-4961-a313-e50aff2d5aa5.png?resizew=140)
(1)水平拉力的大小;
(2)线框穿过磁场的过程中,线框中产生的焦耳热;
(3)若ab边刚好要进磁场时,撤去拉力,则金属线框穿过磁场时的速度大小为多少?
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(1)水平拉力的大小;
(2)线框穿过磁场的过程中,线框中产生的焦耳热;
(3)若ab边刚好要进磁场时,撤去拉力,则金属线框穿过磁场时的速度大小为多少?
更新时间:2018-11-22 11:29:48
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【推荐1】电磁刹车是一种新的刹车形式,某实验小组利用遥控小车模型探究电磁刹车的效果.在遥控小车底面安装与小车底面长、宽均相同的N匝矩形导线框abcd,其总电阻为R,其平面与水平地面平行,如图所示,小车在磁场外以恒定功率P做直线运动,受到地面阻力恒为f,进入磁场前已达到最大速度,车头(ab边)刚要进入磁场时牵引力立即变为零,车尾(cd边)刚出磁场时速度恰好为零。已知小车总质量为m,小车底面长为d,宽为L,有界匀强磁场宽度也为d,磁感应强度为B,方向竖直向下,若不考虑其他阻力的影响。求:
(1)小车车头刚进入磁场时,线框产生的感应电动势大小E和线框所受安培力F安;
(2)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/12/2977410461040640/2978029785767936/STEM/6bdc58d5-d26d-4bba-a672-09c92098dbf7.png?resizew=197)
(1)小车车头刚进入磁场时,线框产生的感应电动势大小E和线框所受安培力F安;
(2)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q。
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【推荐2】如图甲所示,在粗糙的水平面上有一滑板,滑板上固定着一个用粗细均匀的导线绕成的正方形闭合线圈,匝数N=10,边长L=0.4m,总电阻R=1Ω,滑板和线圈的总质量M =2kg,滑板与地面间的动摩擦因数μ=0.5,前方有一长4L、高L的矩形区域,其下边界与线圈中心等高,区域内有垂直线圈平面的水平匀强磁场,磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化,现给线圈施加一水平拉力,使线圈以速度v =0.4m/s匀速通过矩形磁场t=0时刻,线圈右侧恰好开始进入磁场。g=10m/s2。求:
(1)t =0.5s时线圈中通过的电流;
(2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间所需拉力的大小;
(3)在t=1s至t=3s的这段时间内,线圈穿过磁场区域的过程中拉力所做的功。
(1)t =0.5s时线圈中通过的电流;
(2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间所需拉力的大小;
(3)在t=1s至t=3s的这段时间内,线圈穿过磁场区域的过程中拉力所做的功。
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【推荐1】在一范围足够大、方向竖直向下、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场中,有一水平放置的光滑导体框架,其宽度L=0.4m,如图所示,框架上放置一质量m=0.5kg、电阻R=1Ω的金属杆cd,框架的电阻不计。若cd杆在水平外力的作用下以加速度a=2m/s2,由静止开始向右做匀变速直线运动,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/9/1878509577986048/1883755918131200/STEM/98c37167-f200-4bcc-a1e8-dc8cad09cdbb.png?resizew=329)
(1)前5s内金属杆的平均感应电动势;
(2)第5s末回路中的电流;
(3)第5s末作用在cd杆上的水平外力大小。
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(1)前5s内金属杆的平均感应电动势;
(2)第5s末回路中的电流;
(3)第5s末作用在cd杆上的水平外力大小。
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真题
名校
【推荐2】如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/6/21/1574953626943488/1574953727770624/STEM/a1d16230-1a53-4be5-9cc3-9c4d12c49e3d.png?resizew=159)
(1)磁感应强度的大小B;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;
(3)流经电流表电流的最大值Im.
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(1)磁感应强度的大小B;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;
(3)流经电流表电流的最大值Im.
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(0.65)
名校
【推荐3】如图所示,固定的一对长金属导轨,间距为
,其水平部分与倾斜部分均足够长。导轨的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为
,其左侧连接了电源G。导轨的倾斜部分倾角
且处于平行斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为
,其下方接有开关S和
的电容器,开始时开关断开、电容器不带电。导轨上正对的P、Q两处各有一小段用绝缘材料制成,长度不计。质量均为
的导电杆甲、乙静止在导轨上,均与导轨垂直,甲与导轨摩擦不计,电阻
,乙的电阻
。某时刻起电源G开始工作,输出恒定电流
,经
,使甲运动到P、Q处,电源G立即停止工作。当甲越过P、Q瞬间,再对其施加一个沿导轨水平向右的恒力
,此时乙恰好开始运动。己知
,不计除导电杆外所有电阻,不计回路自身激发磁场,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
,
。
(1)求甲通过P、Q时的速度大小;
(2)求乙与倾斜导轨间的动摩擦因数;
(3)求电源G输出的总能量;
(4)为回收部分能量,闭合开关S,其他条件不变,已知在甲通过P、Q后
内位移为
,产生的焦耳热为
,此时电容器已达到最大稳定电压。当电容器电压为
时,其储能为
。忽略电磁辐射,求此过程中,乙上产生的焦耳热(该结果保留3位有效数字)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8166e5de158d2f50bd9d6adc5aa7ff03.png)
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(1)求甲通过P、Q时的速度大小;
(2)求乙与倾斜导轨间的动摩擦因数;
(3)求电源G输出的总能量;
(4)为回收部分能量,闭合开关S,其他条件不变,已知在甲通过P、Q后
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