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.


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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:


如圖所示是一交變電流的i﹣t圖象,則該交變電流的有效值為()

    A.             4A B.             2A               C. A   D. A

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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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