如图所示,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω.一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体
◎ 题目
如图所示,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω.一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上,斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行.在正方形线框正下方有一有界的勻强磁场,上边界I和下边界II都水平,两边界之间距离也是L=0.4m.磁场方向水平,垂直纸面向里,磁感应强度大小B=0.5T.现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放,且线框在运动过程中始终与磁场垂直,cd边始终保持水平,物体P始终在斜面上运动,线框刚好能以v=3m/S的速度进入勻强磁场并匀速通过匀强磁场区域.释放前细线绷紧,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力. (1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d间的电压是多大? (2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大? (3)在cd边刚进入磁场时,给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域,在此过程中,力F做功w=0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少? |
◎ 答案
(1)正方形线框匀速通过匀强磁场区域的过程中,设cd边上的感应电动势为E,线框中的电流强度为I,c、d间的电压为Ucd,则 E=BLv 由欧姆定律,得 I=
Ucd=
解得Ucd=0.45V (2)正方形线框匀速通过磁场区域的过程中,设受到的安培力为F,细线上的张力为T,则 F=BIL T=m2gsinθ m1g=T+F 正方形线框在进入磁场之前的运动过程中,根据能量守恒,则 m1gh-m2ghsinθ=
解得m1=0.032kg,m2=0.016kg (3)因为线框在磁场中运动的加速度与进入前的加速度相同,所以在通过磁场区域的过程中,线框和物体P的总机械能保持不变,故力F做功W等于整个线框中产生的焦耳热Q,即 W=Q 设线框cd边产生的焦耳热为Qcd,根据Q=I2Rt得 Qcd=
解得Qcd=0.0575J 答:(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d间的电压是0.45V (2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是m1=0.032kg,m2=0.016kg (3)正方形线框cd边产生的焦耳热是0.0575J |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω.一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体…”主要考查了你对 【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。- 最新内容
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上一篇:如图所示,两条电阻忽略不计的光滑平行金属导轨ab、cd置于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,两导轨间的距离L=0.6m.电阻r=0.1Ω金属杆MN在水平向右的拉力作用下沿两条导轨
下一篇:如图所示.电阻为R,其他电阻均可忽略,ef是一电阻可不计质最为m的水平放置的导体棒,棒的两端分别与竖直放置的ab、cd框保持良好接触,又能沿框架无摩擦下滑,整个装置放在与
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