如圖所示,用質(zhì)量為m、電阻為R的均勻?qū)Ь做成邊長為l的單匝正方形線框MNPQ,線框每一邊的電阻都相等.將線框置于光滑絕緣的水平面上.在線框的右側(cè)存在豎直方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界間的距離為2l,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在垂直MN邊的水平拉力作用下,線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過磁場(chǎng).在運(yùn)動(dòng)過程中線框平面水平,且MN邊與磁場(chǎng)的邊界平行.求:
(1)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框中感應(yīng)電流的大;
(2)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN;
(3)在線框從MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到PQ邊剛穿出磁場(chǎng)的過程中,水平拉力對(duì)線框所做的功W.
考點(diǎn): 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);動(dòng)能定理的應(yīng)用;電功、電功率;焦耳定律.
專題: 電磁感應(yīng)與電路結(jié)合.
分析: (1)由導(dǎo)體切割磁感線時(shí)電動(dòng)勢(shì)公式可得出電動(dòng)勢(shì),由閉合是路歐姆定律可得出電路中的電流;
(2)MN間的電壓應(yīng)為路端電壓,則由閉合電路歐姆定律可得出結(jié)果;
(3)由勻速運(yùn)動(dòng)公式可得出電線框運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,由焦耳定律可得出線框中產(chǎn)生的焦耳熱;由能量守恒可得出外力所做的功.
解答: 解:(1)線框MN邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv
線框中的感應(yīng)電流 I==;
(2)M、N兩點(diǎn)間的電壓為電源的輸出電壓,由閉合電路歐姆定律可得出
UMN=E=BLv
(3)線框運(yùn)動(dòng)過程中有感應(yīng)電流的時(shí)間 t=
此過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q=I 2Rt=
根據(jù)能量守恒定律得水平外力做功W=Q=.
點(diǎn)評(píng): 電磁感應(yīng)中常?疾榕c電路的結(jié)合及能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系,在解題時(shí)要注意哪部分導(dǎo)體可以看作電源,分清內(nèi)外電路;同時(shí)要注意分析能量的轉(zhuǎn)化一守恒.
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示的電路,D為一直流電動(dòng)機(jī),它的線圈電阻Rm=1.5Ω,與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)的電阻R=8.5Ω,電源電壓U=41V,內(nèi)阻不計(jì).當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電壓表的讀數(shù)UM=24V,
求:
(1)輸入到電動(dòng)機(jī)的功率;
(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的效率.
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科目:高中物理 來源: 題型:
在光滑的水平面上,一質(zhì)量為mA=0.1kg的小球A,以8m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng),與質(zhì)量為mB=0.2kg的靜止小球B發(fā)生對(duì)心正碰.碰后小球B滑向與水平面相切、半徑為R=0.5m的豎直放置的光滑半圓形軌道,且恰好能通過最高點(diǎn)N后水平拋出.g=10m/s2.求:
(1)碰撞后小球B的速度大小;
(2)小球B從軌道最低點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)N的過程中所受合外力的沖量;
(3)碰撞過程中系統(tǒng)的機(jī)械能損失.
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,將一水平放置的金屬棒以水平速度v0拋出,設(shè)整個(gè)過程中,棒的取向不變,不計(jì)空氣阻力,則金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況應(yīng)是()
A. 越來越大 B. 越來越小 C. 保持不變 D. 無法判斷
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科目:高中物理 來源: 題型:
關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成和分解,下列說法正確的是()
A. 合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和
B. 勻變速運(yùn)動(dòng)的軌跡可以是直線,也可以是曲線
C. 曲線運(yùn)動(dòng)的加速度方向可能與速度在同一直線上
D. 分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),則合運(yùn)動(dòng)必是直線運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來源: 題型:
甲、乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為1:2,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1:2,在相等時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過60°,乙轉(zhuǎn)過45°,則它們所受外力的合力之比為()
A. 1:4 B. 2:3 C. 4:9 D. 9:16
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科目:高中物理 來源: 題型:
將一帶電量為﹣q的檢驗(yàn)電荷從無限遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中的A點(diǎn),該過程中電場(chǎng)力做功為W,則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)分別為()
A. EP=﹣W,φA= B. EP=W,φA=﹣ C. EP=W,φA= D. EP=﹣W,φA=﹣
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科目:高中物理 來源: 題型:
一帶電粒子在電場(chǎng)中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線運(yùn)動(dòng),取該直線為x軸,起始點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),其電勢(shì)能EP與位移x的關(guān)系如圖所示,下列圖象中合理的是()
A.
B.
C.
D.
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