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(1)如图1所示,固定于水平面上的金属框架abcd,处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行,bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l,在

◎ 题目
(1)如图1所示,固定于水平面上的金属框架abcd,处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行,bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l,在运动过程中MN始终与bc平行,且与框架保持良好接触。磁场的磁感应强度为B。 ![]() a. 请根据法拉第电磁感应定律 ![]() b. 在上述情景中,金属棒MN相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义,推导金属棒MN中的感应电动势E。 (2)为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程,现构建如下情景:如图2所示,在垂直于纸面向里的匀强磁场中,一内壁光滑长为l的绝缘细管MN,沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球(可看做质点)。某时刻将小球释放,小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B,小球的重力可忽略。在小球沿管从N运动到M的过程中,求小球所受各力分别对小球做的功。 ![]() |
◎ 答案
(1)见解析 (2)洛伦兹力做功为0,管的支持力做功 ![]() |
◎ 解析
试题分析:(1) 如图1所示,在一小段时间Dt内,金属棒MN的位移 ![]() ![]() 这个过程中线框的面积的变化量 ![]() 穿过闭合电路的磁通量的变化量 ![]() 根据法拉第电磁感应定律 ![]() 解得 ![]() 如图2所示,棒向右运动时,电子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛伦兹力 ![]() ![]() 在f的作用下,电子从M移动到N的过程中,非静电力做功 ![]() 根据电动势定义 ![]() 解得 ![]() (2)小球随管向右运动的同时还沿管向上运动,其速度如图3所示。小球所受洛伦兹力f合如图4所示。将f合正交分解如图5所示。 (2分) ![]() 小球除受到洛伦兹力f合外,还受到管对它向右的支持力F,如图6所示。 洛伦兹力f合不做功 ![]() 沿管方向,洛伦兹力f做正功 ![]() 垂直管方向,洛伦兹力 ![]() ![]() 由于小球在水平方向做匀速运动,则 ![]() 因此,管的支持力F对小球做正功 ![]() 说明:用其它方法计算管的支持力F对小球所做功,只要过程、结果正确,可得4分。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(1)如图1所示,固定于水平面上的金属框架abcd,处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行,bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l,在…”主要考查了你对 【电场线】,【等势面】 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。 闂備胶鍎甸崜婵堟暜閹烘绠犻幖杈剧悼閸楁岸鏌ら崫銉︽毄闁荤喎缍婇弻娑⑩€﹂幋婵囩亪闂佺粯甯楀浠嬬嵁閺嶎偀鍋撳☉娅辨粍绂掗敂鍓х<婵°倐鍋撻柟铏悾鐑芥晸閻樻彃宓嗗┑顔矫畷顒勫几閻樼粯鈷戦悹鍥b偓宕囦紙闂佺懓鍤栭幏锟� 濠电姵顔栭崳顖滃緤閻e本宕查柟鐗堟緲妗呮繝銏f硾椤戞垹妲愰敐澶嬬厱闁斥晛鍠氬▓鏃傜磼閹绘帗鍋ラ柡灞剧洴楠炴帒鈹戦崱鏇炴瀳闂備浇妗ㄧ粈渚€鏁冮妷銉$細濠电姵鑹鹃悙濠傤渻鐎n亝鎹fい锔诲櫍濮婃椽宕ㄦ繝搴㈢暦濠电偛寮堕悧鏇㈡偩閻戣姤鍋勭紒瀣儥閸ゃ倕鈹戦埥鍡楃仴妞ゆ泦鍥х闁哄洨浼濋悷鎵冲牚閹肩补鈧尙鏆楃紓鍌欑劍椤ㄥ懘藝闂堟稓鏆﹂柟杈鹃檮閺呮悂鏌ㄩ悤鍌涘- 最新内容
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上一篇:电量为q的点电荷,在两个固定的等量异种电荷+Q和-Q的连线的垂直平分线上移动,则:A.电场力做正功;B.电场力做负功;C.电场力不做功;D.电场力做功的正负,取决于q的正负。
下一篇:如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放,并穿过带电环,关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度(a
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