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电磁感应现象中的磁变类问题
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如图所示,沿竖直方向取一条y轴,y轴向下为正,虚直线表示y=0的水平面.磁场方向水平向里,磁感应强度B的大小只随y而变化,变化关系为By=B0+ky(B0和k为已知常数,且k>0,y>0)
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,沿竖直方向取一条y轴,y轴向下为正,虚直线表示y=0的水平面.磁场方向水平向里,磁感应强度B的大小只随y而变化,变化关系为B
y
=B
0
+ky(B
0
和k为已知常数,且k>0,y>0),一个质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属框,从y>0的某处由静止开始沿竖直方向下落,下落速度越来越大,最终稳定为某一数值,称为收尾速度.磁场足够大,金属框在整个下落过程都没有离开磁场,且金属框始终保持在的竖直平面内和不发生转动,求
(1)金属框中的感应电流方向;
(2)金属框的收尾速度的大小.
◎ 答案
(1)线圈下落过程中,穿过线圈中的磁通量增加,据楞次定律可知,金属框中的感应电流方向为逆时针流向.
(2)设下边所处高度为y时线圈达到收尾速度v
m
,线圈下落过程中,上、下两边切割磁感线,此时线圈中产生的感应电动势为E,
E=[
B
0
+k(y+L)]L
v
m
-(
B
0
+ky)L
v
m
=k
L
2
v
m
线圈中的感应电流为:
I=
E
R
线圈上下边受到的安培力分别为F
1
、F
2
,则F
1
=(B
0
+ky)IL
F
2
=[B
0
+k(y+L)]IL
线圈达收尾速度时,据力的平衡条件得:mg+F
1
=F
2
联立以上几式可得:
v
m
=
mgR
k
2
L
4
答:金属框中的感应电流方向为逆时针流向.金属框的收尾速度
v
m
=
mgR
k
2
L
4
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,沿竖直方向取一条y轴,y轴向下为正,虚直线表示y=0的水平面.磁场方向水平向里,磁感应强度B的大小只随y而变化,变化关系为By=B0+ky(B0和k为已知常数,且k>0,y>0)…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【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】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】 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/202304/452075.html
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