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磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则
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t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示.其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为l0.整个磁场以速度v沿x轴正方
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 互联网
◎ 题目
t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示.其磁感应强度的大小均为B
0
,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为l
0
.整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.
(1)若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由a匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=l
B
、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止.求
①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
②线框所受安培力的大小和方向.
(2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出t=0时磁感应强度的波形图,并求波长λ和频率f.
◎ 答案
(1)①切割磁感线的速度为v,由于ab、cd处在相邻磁场区域的磁场方向相反,
所以任意时刻线框中总电动势的大小为:
E=2aB
0
Lv (1)
导线中的电流大小
I=
E
R
=
2a
B
0
Lv
R
(2)
②根据右手定则得出:线框的感应电流的方向为adcba,
由左手定则判断,线框所受安培力的方向始终沿x轴正方向.
线框所受安培力的大小为:F=2aB
0
LI=
4
a
2
B
20
L
2
v
R
(2)磁感应强度的波长为λ=2l
0
. (4)
根据波长、频率和波速的关系得:f=
v
2
l
0
(5)
t=0时磁感应强度的波形图如图
答:(1)①线框中产生的总电动势大小为2aB
0
Lv,导线中的电流大小为
2a
B
0
Lv
R
;
②线框所受安培力的大小为
4
a
2
B
20
L
2
v
R
,方向为始终沿x轴正方向.
(2)波长λ和频率f分别为2l
0
,
v
2
l
0
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示.其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为l0.整个磁场以速度v沿x轴正方…”主要考查了你对 【波长、频率和波速】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【导体切割磁感线时的感应电动势】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/436488.html
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