如圖所示,光滑的輕質(zhì)定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線,線的一端系一質(zhì)量為2m的重物,另一端系一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿,在豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF,其間距為L(zhǎng),在Q、F之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計(jì),一勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處,將重物由靜止釋放,當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而后勻速下降,運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)一切摩擦和接觸電阻,重力加速度為g,求:
(1)重物勻速下降時(shí)的速度v;
(2)重物從釋放到下降h的過程中,電阻R中產(chǎn)生的熱量Q;
(3)設(shè)重物下降h時(shí)的時(shí)刻t=0,此時(shí)速度為v0,若從t=0開始,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸減小,且金屬桿中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流,試寫出B隨時(shí)間t變化的關(guān)系.
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;共點(diǎn)力的平衡問題及求解;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式;安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用;法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式.
【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:196引用:8難度:0.7
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1.半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定,電阻忽略不計(jì)。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>2R),其單位長(zhǎng)度電阻值為r。圖(a)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點(diǎn),t=0時(shí)刻起,從圖示位置以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng),棒始終與速度方向垂直。圖(b)中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點(diǎn),t=0時(shí)刻起,以O(shè)2點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過180°,角速度為ω;導(dǎo)體棒掃過整個(gè)環(huán)面時(shí)與環(huán)接觸良好。
(1)分析說明圖(a)中導(dǎo)體棒掃過整個(gè)環(huán)面過程中流過導(dǎo)體棒的電流變化情況;
(2)求圖(b)中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t的關(guān)系式;
(3)若圖(a)、圖(b)中導(dǎo)體棒掃過整個(gè)環(huán)面所用時(shí)間相同,試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到虛線(圓環(huán)上直徑位置)處,流過兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布:2024/12/30 1:0:6組卷:98引用:2難度:0.7 -
2.如圖甲所示,在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T,區(qū)域長(zhǎng)度L=3m,在緊靠磁場(chǎng)的左邊界處的水平面上放置一正方形線框,匝數(shù)n=10,邊長(zhǎng)a=1m,線框電阻R=1Ω,質(zhì)量m=1kg?,F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F,使線框從靜止開始向右進(jìn)入磁場(chǎng)中,已知恒力F的大小為10N,線框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,整個(gè)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),g=10m/s2。當(dāng)線框剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí),磁場(chǎng)即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是( ?。?br />
A.線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為2m/s B.線圈從開始運(yùn)動(dòng)到線圈右邊到達(dá)磁場(chǎng)右邊界的過程中,流過線圈的電量為2C C.線圈在完全進(jìn)入磁場(chǎng)到線圈右邊到達(dá)磁場(chǎng)右邊界的過程中,因?yàn)榫€圈左右兩邊切割速度相同,所以線圈中沒有感應(yīng)電流 D.線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到線框右邊剛到達(dá)磁場(chǎng)右邊界過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為8J 發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:145引用:3難度:0.5 -
3.如圖,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一正方形閉合金屬線框自磁場(chǎng)上方某處釋放后穿過磁場(chǎng),整個(gè)過程線框平面始終豎直,線框邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),下列描述線框所受安培力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖中,不正確的是( ?。?/h2>
A. B. C. D. 發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:231引用:3難度:0.7
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