如图所示,水平地面上方有一高度为H、上、下水平界面分别为PQ、MN的匀强磁场,磁感应强度为B。矩形导线框ab边长为l1,bc边长为l2,导线框的质量为m,电阻为R。磁场方向垂直于

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,水平地面上方有一高度为H、上、下水平界面分别为PQ、MN的匀强磁场,磁感应强度为B。矩形导线框ab边长为l1,bc边长为l2,导线框的质量为m,电阻为R。磁场方向垂直于线框平面向里,磁场高度H> l2。线框从某高处由静止落下,当线框的cd边刚进入磁场时,线框的加速度方向向下、大小为;当线框的cd边刚离开磁场时,线框的加速度方向向上、大小为。在运动过程中,线框平面位于竖直平面内,上、下两边总平行于PQ。空气阻力不计,重力加速度为g。求:

(1)线框的cd边刚进入磁场时,通过线框导线中的电流;
(2)线框的ab边刚进入磁场时线框的速度大小;
(3)线框abcd从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中,通过线框导线横截面的电荷量。

◎ 答案

(1)I1= ;(2)v1=;(3)q=  

◎ 解析


试题分析:(1)设线框的cd边刚进入磁场时线框导线中的电流为I1,依据题意、根据牛顿第二定律有
mg- B I1l1= 
解得:I1= 
(2)设线框ab边刚进入磁场时线框的速度大小为v1,线框的cd边刚离开磁场时速度大小为v2,线框的cd边刚离磁场时线框导线中的电流为I2,依据题意、牛顿第二定律有
BI2l1-mg=
解得:I2= 
由闭合电路欧姆定律I2=
解得:v2= 
由匀变速直线运动速度与位移的关系式
解得v1=
得v1=
(3)设线框abcd穿出磁场的过程中所用时间为,平均电动势为E,通过导线的平均电流为I,通过导线某一横截面的电荷量为q,则
由法拉第电磁感应定律E== 
由闭合电路欧姆定律I=  
q= I= 

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平地面上方有一高度为H、上、下水平界面分别为PQ、MN的匀强磁场,磁感应强度为B。矩形导线框ab边长为l1,bc边长为l2,导线框的质量为m,电阻为R。磁场方向垂直于…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  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。

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