题目
题型:不详难度:来源:
(1)若在abfe区域存在竖直向上的均匀增强的匀强磁场,磁感应强度变化率
△B |
△t |
(2)若金属棒ef处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2.0T,ef与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.现使磁场以加速度a=5m/s2由静止开始向右匀加速运动,同时释放导体棒ef,则需要经过多长时间导体棒ef开始运动?(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,ef始终处于磁场中)
(3)上问中,从磁场开始运动计时起,在0~2s的时间内导体棒运动了7.5m的距离,电路中产生的焦耳热为2.9J(2s前导体棒运动状态已经稳定).求此过程中,运动磁场给系统提供的能量,并在图(乙)中定性画出导体棒的速度-时间图象.
答案
E=
△Φ |
△t |
△B |
△t |
总电阻为:R总=R1+
R2r |
R2+r |
2×1 |
2+1 |
8 |
3 |
经过R1的电流为:I1=
E |
R总 |
0.1 | ||
|
3 |
80 |
电阻R1消耗的电功率为:P1=I12R1=0.03752×2W=2.8×10-3W
(2)导体棒ef刚要开始运动时,安培力与最大静摩擦力大小相等,即:BIefL=μmg
启动电流:Ief=
μmg |
BL |
0.5×0.2×10 |
2×1 |
总电阻为:R总′=r+
R1R2 |
R1+R2 |
2×2 |
2+2 |
此时电动势为:E′=IefR总′=0.5×2V=1V
而:E′=BLv1=BLat1,
解得:t1=
E′ |
BLa |
1 |
2×1×5 |
(3)ef棒开始运动后,水平方向受到两个力的作用,根据牛顿第二定律:
BIL-μmg=maef
即
B2L2 |
R′总 |
因此,棒开始运动后,做加速度增大的加速运动,
当aef=a=5m/s后运动状态稳定,磁场、ef棒的速度差值△v保持稳定,
△v=
(μmg+ma)R′总 |
B2L2 |
(0.5×0.2×10+0.2×5)×2 |
22×12 |
2s时ef棒的速度为:vef=at-△v=5×2-1=9m/s
ef棒获得动能为:△Ek=
1 |
2 |
1 |
2 |
2s内摩擦生热为:Q′=μmgs′=0.5×0.2×10×7.5J=7.5J
运动磁场给系统提供的能量为:E磁=△Ek+Q磁+Q′=8.1+2.9+7.5=18.5J
速度-时间图象如图所示.
答:(1)电阻R1消耗的电功率为2.8×10-3W.
(2)需要经过0.1s时间导体棒ef开始运动.
(3)此过程中,运动磁场给系统提供的能量为18.5J,速度-时间图象如图所示.
核心考点
试题【如图(甲)所示,足够长、电阻可以忽略的矩形金属框架abcd水平放置,ad与bc之间的距离为L=1m,左右两侧各连接一个定值电阻,阻值R1=R2=2.0Ω.垂直于】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.B=
| B.B=
| C.B=
| D.B=
|
1 |
2 |
R0=1Ω/m.以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,两侧磁场的磁感应强度大小相等.在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动.已知当t1=0时,水平拉力F1=11N;当t2=2s时,水平拉力F2=14.6N.求:
(1)求磁感应强度B的大小和金属导轨加速度的大小;
(2)某过程中回路产生的焦耳热为Q=0.5×102J,导轨克服摩擦力做功为W=1.5×102J,求导轨动能的增加量;
(3)请在图(b)的坐标系中画出拉力F随时间t变化的关系图线,并要求在坐标轴上标出图线关键点的坐标值(要求写出分析过程).
A.流过电流表的电流由F指向E |
B.流过电流表的电流先增大再减小 |
C.流过电流表的电流先减小再增大 |
D.流过电流表的电流先增大再减小,然后再增大、再减小 |
A.线框进入磁场时的速度为
| ||||
B.线框穿出磁场时的速度为
| ||||
C.线框通过磁场的过程中产生的热量Q=8mgh-
| ||||
D.线框进入磁场后,若某一时刻的速度为v,则加速度为a=
|
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