如图甲所示,在水平桌面放着长方形线圈abcd,已知ab边长为
,bc边长为
,线圈总电阻为R,ab边正好指向正北方。现将线圈以南北连线为轴翻转
,使ab边与cd边互换位置,在翻转的全过程中,测得通过导线的总电量为
。然后维持ad边(东西方向)不动,将该线圈绕ad边转
,使之竖直,测得竖直过程中流过导线的总电量为
。试求该处地磁场磁感强度B。
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更新时间:2019-06-23 21:00:36
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【知识点】 求线框进出磁场时通过导体截面的电量
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐1】如图甲所示,匝数
,边长为
的正方形闭合线圈abcd固定于绝缘小车上(小车在图中没有画出),小车置于粗糙水平地面上,车与地面的动摩擦因数
,线圈的电阻
,小车和线圈的总质量
。区域内有垂直线圈平面的匀强磁场,宽度为4L,下边界与线圈中心等高,ab边恰好不在磁场区域内,磁感应强度B的大小随时间t的变化如图乙所示。在
前线圈能保持静止,
瞬间给线圈水平向右的冲量,使线圈获得初速度
,同时对线圈施加一水平拉力F,使线圈向右匀速通过磁场区域,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
。求:
(1)0~1s时间内经过线圈的电荷量;
(2)线圈通过图中矩形磁场区域过程中拉力所做的功。
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(1)0~1s时间内经过线圈的电荷量;
(2)线圈通过图中矩形磁场区域过程中拉力所做的功。
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(0.4)
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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=100kg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=0.2T.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=10Ω,匝数n=500,ab边长为L=1m.假设缓冲车以速度v0=5m/s与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,此后线圈与轨道间的磁场作用力使车厢做减速运动,从而达到缓冲效果,一切摩擦阻力不计.
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求:(1)求滑块K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0.5m后速度为零,则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(3)若缓冲车以某一速度v1(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=104N.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:
.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?
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求:(1)求滑块K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0.5m后速度为零,则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(3)若缓冲车以某一速度v1(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=104N.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:
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(0.4)
【推荐3】如图所示,界线MN以下存在一个方向水平的磁场(垂直于纸面向里),取MN上一点O作为原点,竖直向下建立y轴,磁场的磁感应强度B随y坐标(以m为单位)的分布规律为
。一边长为
、质量为
、电阻
的正方形金属框abcd从MN上方静止释放,0.2s后金属框的cd边到达界线MN,此时给金属框施加一个竖直方向的外力F,直至金属框完全进入磁场时撤去该外力。已知金属框在进入磁场的过程中电流保持恒定,且金属框运动过程中上下边始终水平、左右边始终竖直,g取
。
(1)求金属框进入磁场的过程中电流大小I;
(2)求当金属框完全进入磁场时,整个过程中克服安培力所做的功W;
(3)求金属框完全进入磁场后最终做匀速直线运动的速度大小
。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59242de3167f3dfd89e4024318748ed4.png)
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(1)求金属框进入磁场的过程中电流大小I;
(2)求当金属框完全进入磁场时,整个过程中克服安培力所做的功W;
(3)求金属框完全进入磁场后最终做匀速直线运动的速度大小
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