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 > 线框进出磁场产生的等效电路相关计算(E、I、F、U、P)
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:859 题号:7225109
如图所示,在光滑、绝缘的水平面上,虚线MN的右侧存在磁感应强度大小为B=2T、方向竖直向下的匀强磁场,MN的左侧有一个质量m=0.1kg、bc边的长度、总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd.t=0时,用恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速直线运动,经过1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动的过程中,线圈中的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示.求:

(1)线圈bc边刚进入磁场时的速度和线圈在第1s内运动的距离x
(2)线圈ab边的长度
(3)线圈ad边刚进入磁场时拉力的功率.
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【推荐1】如图所示,在空间中有一垂直纸面方向的匀强磁场区域,磁场上下边缘间距为h=5.2 m,磁感应强度为B=1 T,边长为L=1m 、电阻为R=1 Ω、质量为m=1 kg的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落,当线圈PQ边到达磁场的下边缘时,恰好开始做匀速运动,重力加速度为g=10 m/s2,求:
(1)导线框的MN边刚好进磁场时的速度大小;
(2)导线框从开始下落到PQ边到达磁场下边缘所经历的时间。
2021-09-24更新 | 716次组卷
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【推荐2】如图所示,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 K和质量为m的“U”框型缓冲车厢.在车厢的底板上固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN,缓冲车的底部固定有电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面并随车厢一起运动的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,设导轨右端QN是磁场的右边界.导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab边长为L.假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下(碰前车厢与滑块相对静止),此后线圈与轨道磁场的作用使车厢减速运动,从而实现缓冲. 不计一切摩擦阻力.

(1)求滑块K的线圈中最大感应电动势Em的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零(导轨未碰到障碍物),则此过程线圈abcd中通过的电荷量q和产生的焦耳热Q各是多少?
(3)若缓冲车以某一速度v0'(未知)与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,缓冲车厢所受的最大水平磁场力为Fm.缓冲车在滑块K停下后,其速度v随位移x的变化规律满足:v= v0'- x.要使导轨右端不碰到障碍物,则缓冲车与障碍物C碰撞前,导轨右端与滑块K的cd边距离至少多大?
2018-06-11更新 | 435次组卷
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【推荐3】如图甲所示,斜面上存在一有理想边界的匀强磁场,磁场方向与斜面垂直.在斜面上离磁场上边界0.36m处由静止释放一单匝矩形金属线框,线框底边和磁场边界平行,金属线框与斜面间的动摩擦因数0.5.整个线框进入磁场的过程中,机械能E和位移之间的关系如图乙所示.已知E0-E1=0.09J,线框的质量为0.1kg,电阻为0.06,斜面倾角37°,磁场区域的宽度d=0.43m,求:

(1).线框刚进入磁场时的速度大小v1;
(2).线框从开始进入至完全进入磁场所用的时间t;
(3).线框穿越磁场的整个过程中电功率的最大值.
2018-04-18更新 | 368次组卷
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