(16分)如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为m、总电阻为。在直角坐标系中,有界匀强磁场区域的下边界与轴重合,上边界满足曲线方程(m),场强大小。线框在沿轴正方向的拉力作用下,以速度水平向右做匀速直线运动,恰好拉出磁场。
(1)求线框中AD两端的最大电压;
(2)在图乙中画出运动过程上线框i-t图象,并估算磁场区域的面积;
(3)求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力所做的功。
高三物理计算题困难题
(16分)如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为m、总电阻为。在直角坐标系中,有界匀强磁场区域的下边界与轴重合,上边界满足曲线方程(m),场强大小。线框在沿轴正方向的拉力作用下,以速度水平向右做匀速直线运动,恰好拉出磁场。
(1)求线框中AD两端的最大电压;
(2)在图乙中画出运动过程上线框i-t图象,并估算磁场区域的面积;
(3)求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力所做的功。
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如图所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=0.3m、总电阻为R=2Ω,在直角坐标系xOy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程,磁感应强度大小B=1T.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动,直到AD边穿出磁场过程中.下列说法正确的是( )
A. 当BC边运动到磁场的中心线时,BC两端电压为3V
B. 感应电动势的有效值为
C. 力F是恒力
D. 整个过程中产生的是正弦交变电流
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如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=4 m、总电阻为R=1Ω.在直角坐标系xOy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=2sinx(m),磁感应强度大小B=2 T.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=1 m/s水平向右做匀速直线运动,直到拉出磁场.
(1) 求线框中AD两端的最大电压;
(2) 在图乙中画出运动过程中线框i-t图象,并估算磁场区域的面积(估算结果保留2位有效数字);
(3) 求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力F所做的功.
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如图所示,光滑绝缘水平面上放置一由均匀材料制成的正方形导线框abcd,导线框的质量为m,电阻为R,边长为L,有一方向竖直向下的有界磁场,磁场的磁感应强度为B,磁场区宽度大于L,边界与ab边平行,线框在水平向右的拉力作用下垂直边界线穿过磁场区。
(1)若线框以速度v匀速穿过磁场区,求线框进入磁场过程中通过ab截面的电量和ab两点间的电势差;
(2)若线框从静止开始以恒定的加速度a运动,经t1时间ab边开始进入磁场,求cd边将要进入磁场时线框的电功率;
(3)若线框初速度v0进入磁场,且拉力的功率恒为P0.。经过时间T,cd边进入磁场,此过程中ab边产生的电热为Q。当ab边刚穿出磁场时线框的速度也为v0,求线框穿过磁场所用的时间。
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一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框静止在光滑绝缘水平桌面上,桌面上直线PQ左侧有方向竖直向下的匀强磁场I,磁感应强度大小为B,PQ右侧有方向竖直向上的匀强磁场Ⅱ,磁感应强度大小为2B,俯视图如图所示。现使线框以垂直PQ的初速度向磁场Ⅱ运动,当线框的三分之一进入磁场Ⅱ时,线框速度为 ,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 线框速度为时,线框中感应电流方向为逆时针方向
B. 线框速度为时,线框的加速度大小为
C. 线框中产生的焦耳热为
D. 流过导线横截面的电荷量为
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一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框静止在光滑绝缘水平桌面上,桌面上直线PQ左侧有方向竖直向下的匀强磁场I,磁感应强度大小为B,PQ右侧有方向竖直向上的匀强磁场Ⅱ,磁感应强度大小为2B,俯视图如图所示。现使线框以垂直PQ的初速度向磁场Ⅱ运动,当线框的三分之一进入磁场Ⅱ时,线框速度为 ,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 线框速度为时,线框中感应电流方向为逆时针方向
B. 线框速度为时,线框的加速度大小为
C. 线框中产生的焦耳热为
D. 流过导线横截面的电荷量为
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一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框静止在光滑绝缘水平桌面上,桌面上直线PQ左侧有方向竖直向下的匀强磁场I,磁感应强度大小为B,PQ右侧有方向竖直向上的匀强磁场Ⅱ,磁感应强度大小为2B,俯视图如图所示。现使线框以垂直PQ的初速度v向磁场Ⅱ运动,当线框的三分之一进入磁场Ⅱ时,线框速度为,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 线框速度为 时,线框中感应电流方向为逆时针方向
B. 线框速度为时,线框的加速度大小为
C. 线框中产生的焦耳热为
D. 流过导线横截面的电荷量为
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