如图所示,空中等间距分布水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度均一样,每一条形磁场区域的宽及相邻条形磁场区域的间距均为d.现让一边长为L(L<d)、质量为m、总电阻为R的匀质正方形线框 MNOP受到瞬时的水平冲量I0,使线框从左侧磁场边缘水平进入磁场.(不计空气阻力)
(1)线进入磁场的过程中,MN边相当于产生感应电流的“电源”,这“电源”的非静电与什么力有关?
(2)线刚穿过第一个磁场区域后水平速度变为v1,求线完全处在第一个磁场中时的水平速度大小v;
(3)若L=0.2m,m=0.1kg,R=0.1Ω,d=0.5m,I0=0.9N∙s,且每个区域磁场的磁感应强度B=1.0T,求线框从刚进入磁场到开始竖直下落的过程中已穿过完整条形磁场的区域个数n和产生的焦耳热Q.
(1)线进入磁场的过程中,MN边相当于产生感应电流的“电源”,这“电源”的非静电与什么力有关?
(2)线刚穿过第一个磁场区域后水平速度变为v1,求线完全处在第一个磁场中时的水平速度大小v;
(3)若L=0.2m,m=0.1kg,R=0.1Ω,d=0.5m,I0=0.9N∙s,且每个区域磁场的磁感应强度B=1.0T,求线框从刚进入磁场到开始竖直下落的过程中已穿过完整条形磁场的区域个数n和产生的焦耳热Q.
更新时间:2019/03/05 09:27:25
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【推荐1】如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角的光滑绝缘斜面上,导轨间距L,导轨电阻忽略不计且足够长,一宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁感应强度为B.另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d(d <L)的正方形线框连在一起组成的固定装置,总质量为m,导体棒中通有大小恒为I的电流,将整个装置置于导轨上.开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处,由静止释放后装置沿斜面向上运动,当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零,之后装置将向下运动,然后再向上运动,经过若干次往返后,最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动.已知B=2.5T,I=0.8A,L=0.5m,m=0.04kg,d=0.38m,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)装置被释放的瞬间,导线棒加速度的大小;
(2)从装置被释放到线框下边运动到磁场上边界MN处的过程中,线框中产生的热量;
(3)装置作稳定的往复运动后,导体棒的最高位置与最低位置之间的距离.
(1)装置被释放的瞬间,导线棒加速度的大小;
(2)从装置被释放到线框下边运动到磁场上边界MN处的过程中,线框中产生的热量;
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【推荐2】如图所示,一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量的型导体框,导体框的电阻忽略不计;一电阻的金属棒的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路;与斜面底边平行,长度。初始时与相距,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的边正好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小,重力加速度大小取,。求:
(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小;
(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数。
(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小;
(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数。
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【推荐1】如图,间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ放置于同一水平面内,导轨左端连接一阻值为的定值电阻,导体棒a垂直于导轨放置在导轨上,在a棒左侧和导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在a棒右侧有一绝缘棒b,b棒与a棒平行,且与固定在墙上的轻弹簧接触但不相连,弹簧处于压缩状态且被锁定。现解除锁定,b棒在弹簧的作用下向左移动,脱离弹簧后以速度与a棒碰撞并粘在一起。已知a、b棒的质量分别为、,碰撞前后,两棒始终垂直于导轨,a棒在两导轨之间的部分的电阻为r,导轨电阻、接触电阻以及空气阻力均忽略不计,a、b棒总是保持与导轨接触良好。不计电路中感应电流的磁场,求:
(1)弹簧初始时的弹性势能和a棒中电流的方向;
(2)a棒从开始运动到停止的过程中产生的焦耳热Q;
(3)在a棒从开始向左滑行直至滑行距离为的过程中通过定值电阻的电量。
(1)弹簧初始时的弹性势能和a棒中电流的方向;
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【推荐2】两水平金属直轨道间距为,由左右两部分通过一薄绝缘层连接(绝缘层左右两侧导轨相互绝缘),如图所示。在导轨间存在垂直导轨平面的大小为的匀强磁场区域Ⅰ和区域Ⅱ,区域Ⅱ的长度也为,区域Ⅱ右侧导轨足够长,在导轨左侧接有电容为的电容器和阻值为的电阻,右侧接有同样的电阻。在绝缘层和区域Ⅱ之间放置一“ ”型金属框,金属框总质量为、三边长均为、边电阻值为,、两边的电阻不计,与导轨位于同一平面上,初始时边在磁场区域Ⅱ外面。长为、质量为、电阻值不计的金属棒跨搁在左侧导轨上,在外力作用下由静止开始向右运动,到达绝缘层处时速度已经达到稳定值,此时撤去外力,棒与“ ”型金属框碰撞并粘合在一起,然后进入区域Ⅱ。已知,,,,,,不计一切摩擦,不计一切接触电阻,求:
(1)棒达到稳定时的速度;
(2)碰后棒和框粘合在一起时的速度;
(3)棒在右侧轨道运动过程电路产生的焦耳热。
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【推荐3】两平行且电阻不计的金属导轨相距,金属导由水平和倾斜两部分(均足够长)良好对接,倾斜部分与水平方向的夹角为,整个装置处在竖直向上、磁感应强度的匀强磁场中.长度也为的金属棒和垂直导轨并置于导轨上,且与导轨良好接触,质量均为,电阻分别为.置于导轨的水平部分,与导轨间的动摩擦因数为,置于导轨的倾斜部分,导轨倾斜部分光滑.从时刻起,棒在水平且垂直于棒的外力的作用下由静止开始向右做匀加速直线运动,金属棒在力的作用下保持静止,平行于倾斜导轨平面且垂直于金属棒.当时,棒消耗的电功率为.已知,重力加速度取.求:
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)求时作用在棒上的;
(3)改变的作用规律,使棒运动的位移与速度满足的关系,要求棒仍然要保持静止状态,求棒从静止开始运动至的过程中,作用在棒上的力所做的功(结果可用分数表示).
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度大小;
(2)求时作用在棒上的;
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