如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T.一质量m=0.1,总电阻r=0.4Ω,边长d=0.5m的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面上,在一与导体框平面始终垂直
◎ 题目
如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T.一质量m=0.1,总电阻r=0.4Ω,边长d=0.5m的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面上,在一与导体框平面始终垂直的外力作用下做如下运动:首先外力作用在AB边上,线框绕CD边顺时针转动180°,然后外力作用到CD,线框绕AB边顺时针转动180°…如此不断重复,线框在地面上向右翻转,线框转动时的角速度w=0.4rad/s保持恒定. (1)线框绕CD边转动,求当DA边转到竖直位置时AB边上所加水平外力的大小; (2)求从线框绕CD边开始转动到DA边竖直的这四分之一圈内线框上产生的电热; (3)从运动开始作为计时起点,求出在第一个周期内AB两点间的电势差UAB随时间t变化的关系,并作出UABB随时间t变化的关系图线. |
◎ 答案
(1)当以CD为轴转动时,AB棒切割磁感线,当转到AD边竖直时Em=BLV=Bldωd=0.2×0.4×0.5×0.5=0.02V I=
AB受到的水平外力应等于AB边受到的安培力:F=BId=0.2×0.05×0.5=0.005N (2)在转动的过程中,线圈内产生了交变电流,从开始转动到AD边竖直可视为正弦交变电流的0到T/4 所以Q=
(3)当以CD为轴转动时,仅AB棒切割磁感线.UAB=i×rBCDA=
当以AB为轴转动时,仅CD棒切割磁感线.U=UAB=i×rAB=
第一个周期AB两点间的电势差UAB随时间t变化的关系为 UAB=
答:(1)AB受到的水平外力应等于AB边受到的安培力:F=BId=0.2×0.05×0.5=0.005N (2)从线框绕CD边开始转动到DA边竖直的这四分之一圈内线框上产生的电热为0.00196J 在第一个周期内AB两点间的电势差UAB随时间t变化的关系:
上一篇:如图,平行光滑的长导轨竖直放置,匀强磁场方向垂直于轨道平面向外.导体棒AC可以贴着导轨下滑.已知回路的总电阻恒定为R,当导体AC从静止开始下落后,下面叙述中正确的是()A.
下一篇:如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键K.导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强
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