(1)如图1所示,固定于水平面上的金属框架abcd,处在竖直向下的匀强磁场中.金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.框架的ab与dc平行,bc与ab、dc垂直.MN与bc的长度均为l,在运动过程中MN始终与bc平行,且与框架保持良好接触.磁场的磁感应强度为B.
a. 请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN中的感应电动势E;
b. 在上述情景中,金属棒MN相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关.请根据电动势的定义,推导金属棒MN中的感应电动势E.
(2)为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程,现构建如下情景:如图2所示,在垂直于纸面向里的匀强磁场中,一内壁光滑长为l的绝缘细管MN,沿纸面以速度v向右做匀速运动.在管的N端固定一个电量为q的带正电小球(可看做质点).某时刻将小球释放,小球将会沿管运动.已知磁感应强度大小为B,小球的重力可忽略.在小球沿管从N运动到M的过程中,求小球所受各力分别对小球做的功.
高二物理解答题困难题
为了让学生能够更好地理解感应电流产生的条件,物理老师孟成设计了如图所示的装置,固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.时,磁感应强度为,此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,推导从开始,磁感应强度B随时间t变化的关系式.
高二物理解答题简单题查看答案及解析
如图所示,固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t变化的示意图为( )
A. B.
C. D.
高二物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t变化的示意图为( )
A. B.
C. D.
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如图所示,固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t变化的示意图为( )
A. B.
C. D.
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如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,框架间距为l,EF间有电阻R1=6R和R2=3R.金属棒MN长也为l,电阻为R,沿框架以速度v从靠近EF的位置开始,向右匀速运动.除了电阻R1、R2和金属棒MN外,其余电阻不计.开始磁感应强度大小为B0,求:
(1)金属棒MN的感应电动势多大?回路EFMN的电流大小和方向如何?
(2)电阻R1消耗的电功率多大?当运动到金属棒MN与边EF相距为d时,流过R1的电荷量为多少?
(3)当金属棒MN运动到与边EF相距为d时,记为t=0时刻,保持导体棒的速度不变.为使MN棒中不产生感应电流,磁感应强度B随时间t发生变化,请推导B与t的关系式.
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如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,框架间距为l,EF间有电阻R1=6R和R2=3R.金属棒MN长也为l,电阻为R,沿框架以速度v从靠近EF的位置开始,向右匀速运动.除了电阻R1、R2和金属棒MN外,其余电阻不计.开始磁感应强度大小为B0,求:
(1)金属棒MN的感应电动势多大?回路EFMN的电流大小和方向如何?
(2)电阻R1消耗的电功率多大?当运动到金属棒MN与边EF相距为d时,流过R1的电荷量为多少?
(3)当金属棒MN运动到与边EF相距为d时,记为t=0时刻,保持导体棒的速度不变.为使MN棒中不产生感应电流,磁感应强度B随时间t发生变化,请推导B与t的关系式.
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如图所示,固定于水平面上的金属框架MDEN处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.
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(10分)如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,固定在水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t变化的函数式是________________
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如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形.为使MN棒中不产生感应电流。
(1)上述闭合电路不产生感应电流的条件是什么?
(2)从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.
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