粗糙絕緣水平桌面上存在兩個(gè)相距為2L、垂直水平桌面向下的半無界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。虛線MN左側(cè)區(qū)域?yàn)棰駞^(qū)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化的規(guī)律為B1=kt(k>0);虛線PQ右側(cè)區(qū)域?yàn)棰騾^(qū)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律未知。一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、與水平桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的n匝金屬線框靜止在如圖所示位置,其中ab邊長(zhǎng)為2L,ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng),且MN過ab、cd的中點(diǎn)。一段時(shí)間后,金屬線框水平向右運(yùn)動(dòng)起來,而后以v0的速度穿出Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)、進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)。在線框進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)的同時(shí),給線框施加一個(gè)水平向右的恒力F=2μmg,線框開始勻速進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng),經(jīng)t1=Lv0時(shí)間后,線框開始以加速度a=μg勻加速繼續(xù)進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)。已知Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沒有發(fā)生突變,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求:
(1)線框開始運(yùn)動(dòng)瞬間電功率的大小。
(2)框從開始運(yùn)動(dòng)到穿出Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)的過程中,通過線框?qū)Ь€橫截面電荷量的大小。
(3)若線框進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)經(jīng)t1=Lv0時(shí)間后重新開始計(jì)時(shí),求線框勻加速進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)的過程中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間變化的規(guī)律(不用寫出定義域)。
L
v
0
L
v
0
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;電磁感應(yīng)過程中的電路類問題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:128引用:1難度:0.3
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1.如圖所示,電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成,窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi),AB、CD等長(zhǎng)且與EF、GH均相互平行,BE、GD等長(zhǎng)、共線,且均與AB垂直,窄軌間距為
,寬軌間距為L(zhǎng)。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,棒長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時(shí)b棒靜止于導(dǎo)軌EF段某位置,a棒從AB段某位置以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),且a棒距窄軌右端足夠遠(yuǎn),寬軌EF、GH足夠長(zhǎng)。下列判斷正確的是( ?。?/h2>L2發(fā)布:2024/12/20 1:30:2組卷:337引用:3難度:0.3 -
2.如圖所示,兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,邊長(zhǎng)為h的正方形導(dǎo)體框由虛線1上方無初速度釋放,在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導(dǎo)體框的質(zhì)量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時(shí)的速度大小均為v=
,忽略空氣阻力,導(dǎo)體框在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則( )2gh2發(fā)布:2024/12/19 8:30:1組卷:347引用:2難度:0.4 -
3.某校物理學(xué)習(xí)興趣小組對(duì)英國偉大的物理學(xué)家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩,在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的簡(jiǎn)單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí),圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上,在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿,與導(dǎo)軌交于M、N兩點(diǎn),且MN間的距離為L(zhǎng)0,導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的,單位長(zhǎng)度的電阻均為R0。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在外力作用下,導(dǎo)體棒由MN處運(yùn)動(dòng)到虛線位置(導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直),該過程中導(dǎo)體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/20 12:0:2組卷:78引用:1難度:0.4
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