- 电磁感应中的能量转化
- 共184题
如图所示,两固定竖直光滑金属导轨电阻不计,完全相同的导体棒ab、cd水平置于 匀强磁场上方且相距一定距离。匀强磁场上、下边界水平,方向垂直纸面向里,现同时由静止释放ab、cd,ab进入磁场时恰好做匀速运动,ab出磁场时,cd刚好进入磁场,已知导体棒与导轨接触良好。竖直导轨足够长,则在导体棒cd穿越磁场的过程中
正确答案
解析
略。
知识点
如图,光滑斜面PMNQ的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,其中ab边长为l1,bc边长为l2,线框质量为m、电阻为R,有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于斜面向上,e f为磁场的边界,且e f∥MN,线框在恒力F作用下从静止开始运动,其ab边始终保持与底边MN平行,F沿斜面向上且与斜面平行,已知线框刚进入磁场时做匀速运动,则下列判断正确的是
正确答案
解析
略。
知识点
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距m,导轨平面与水平面成
角,上端连接阻值为
的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度
T,质量为
kg、电阻为
的金属棒
,以初速度
从导轨底端向上滑行,金属棒
在安培力和一平行于导轨平面的外力
的共同作用下做匀变速直线运动,速度-时间图像如图所示,设金属棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为
,(
m/s2,
,
),求:
(1)金属棒产生的感应电动势的最大值和电阻消耗的最大功率?
(2)当金属棒速度为向上3m/s时施加在金属棒上外力F的大小和方向?
(3)请求出金属棒在整个运动过程中外力随时间t变化的函数关系式。
正确答案
见解析
解析
(1)当速度最大时,感应电动势最大,R上消耗功率最大。
E=BLV0
E =0.4×1×6V=2.4V;
PR=I2R=
(2)当金属棒速度为v=3m/s时,加速度为沿斜面向下
由牛顿第二定律得(取沿斜面向下为正方向):
,
平行于斜面向上
(3) 由图可知速度 (沿斜面向上为正方向)
安培力 :(沿斜面向下为正方向)
上升阶段由牛顿第二定律:
代入得:F=1.32-0.16t,(0<t<2)
下降时,摩擦力方向改变,安培力随速度改变而改变
(2<t<4)
知识点
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向与斜面垂直,两磁场的宽度MJ和J G均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场时,线框恰好以速度做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框又恰好以速度v做匀速直线运动。则下列说法正确的是
正确答案
解析
略。
知识点
如图,一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场仅限于直角边为L的等腰直角三角形虚线区域内,一固定的每边长为2L正方形金属框,单位长度的电阻为r0,每条边的材料均相同,现让有界匀强磁场沿如图所示方向,以速度v0向右匀速通过金属框,磁场穿过金属框的过程中,下列判断正确的是
正确答案
解析
略。
知识点
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