如图所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,两边界间距s=0.1m.一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4Ω。现使线框以v=2m/s的速度从位置I匀速运动到位置II.
(1)求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小.
(2)求整个过程中线框所产生的焦耳热.
(3)在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线.
【答案】(1)F=5×10-2N (2)0.01J (3)如图所示:
【解析】(1)cd边未进入右方磁场时线框时,ab边切割产生感应电动势,大小为;
由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为:,
ab边受到的安培力大小为;
(2)设克服安培力做得功为,由功能关系得:整个过程中线框所产生的焦耳热;
(3)cd边w未进入磁场,ab两端电势差,由楞次定律判断出感应电流方向沿顺时针方向,则a的电势高于b的电势,为正;cd边进入磁场后,线框中虽然感应电流为零,但ab两端仍有电势差,由右手定则判断可知,a的电势高于b的电势,为正,所以;ab边穿出磁场后,只有cd边切割磁感线,由右手定则知,a点的电势高于b的电势,.
整个过程中线框a、b两点的电势差随时间t变化的图线如图所示:
【题型】解答题
【结束】
22
如图所示,水平传送带上A、B两端点间距L=4m,半径R=1m的光滑半圆形轨道固于竖直平面内,下端与传送带B相切。传送带以v0=4m/s的速度沿图示方向匀速运动,质量m=lkg的小滑块由静止放到传送带的A端,经一段时间运动到B端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。
(1)求滑块到达B端的速度;
(2)求滑块由A运动到B的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量;
(3)仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。
高三物理解答题困难题
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,两边界间距s=0.1m.一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4Ω。现使线框以v=2m/s的速度从位置I匀速运动到位置II.
(1)求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小.
(2)求整个过程中线框所产生的焦耳热.
(3)在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线.
【答案】(1)F=5×10-2N (2)0.01J (3)如图所示:
【解析】(1)cd边未进入右方磁场时线框时,ab边切割产生感应电动势,大小为;
由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为:,
ab边受到的安培力大小为;
(2)设克服安培力做得功为,由功能关系得:整个过程中线框所产生的焦耳热;
(3)cd边w未进入磁场,ab两端电势差,由楞次定律判断出感应电流方向沿顺时针方向,则a的电势高于b的电势,为正;cd边进入磁场后,线框中虽然感应电流为零,但ab两端仍有电势差,由右手定则判断可知,a的电势高于b的电势,为正,所以;ab边穿出磁场后,只有cd边切割磁感线,由右手定则知,a点的电势高于b的电势,.
整个过程中线框a、b两点的电势差随时间t变化的图线如图所示:
【题型】解答题
【结束】
22
如图所示,水平传送带上A、B两端点间距L=4m,半径R=1m的光滑半圆形轨道固于竖直平面内,下端与传送带B相切。传送带以v0=4m/s的速度沿图示方向匀速运动,质量m=lkg的小滑块由静止放到传送带的A端,经一段时间运动到B端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。
(1)求滑块到达B端的速度;
(2)求滑块由A运动到B的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量;
(3)仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,两边界间距s=0.1m.一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4Ω。现使线框以v=2m/s的速度从位置I匀速运动到位置Ⅱ。
(1)求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小.
(2)求整个过程中线框所产生的焦耳热.
(2)在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线.
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,两边界间距s=0.1m.一边长 L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4Ω。现使线框以v=2m/s的速度从位置I匀速运动到位置Ⅱ。
1.求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小.
2.求整个过程中线框所产生的焦耳热.
3.在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线.
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度均为,两边界间距,一边长的正方形线框由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4,现使线框以的速度从位置I匀速运动到位置Ⅱ
(1)求边在两磁场边界间运动时线框所受的安培力
(2)求整个过程中线框所产生的焦耳热
(3)在给出的图中画出整个过程线框两点间的电势差随时间变化的图线(要求写出计算过程)
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,一边长L=0.2m,质量m1=0.5kg,电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m,磁感应强度B=2.5T,磁场宽度d2=0.3m,物块放在倾角θ=530的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数=0.5。现将物块由静止释放,经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动。(g取10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6)求:
1.线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小?
2.线框刚刚全部进入磁场时动能的大小?
3.整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少?
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示,一边长L=0.2m,质量m1=0.5kg,电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m,磁感应强度B=2.5T,磁场宽度d2=0.3m,物块放在倾角θ=530的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数=0.5。现将物块由静止释放,经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动。(g取10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6)求:
⑴线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小?
⑵线框刚刚全部进入磁场时动能的大小?
⑶整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少?
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,一边长L=0.2m,质量m1=0.5kg,电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m,磁感应强度B=2.5T,磁场宽度d2=0.3m,物块放在倾角θ=53°的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。现将物块由静止释放,经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动。(g取,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小?
(2)线框刚刚全部进入磁场时动能的大小?
(3)整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少?
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,空间等间距分布着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B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5 m,现有一边长L= 0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω的正方形线框MNOP以=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求:
(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F;
(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q;
(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。
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