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边长为L,粗细均匀的正方形金属线圈abcd,总电阻为R,质量为m,在光滑绝缘的水...

边长为L,粗细均匀的正方形金属线圈abcd,总电阻为R,质量为m,在光滑绝缘的水平面上以初速度v滑向一有边界的磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向竖直向下,如图(俯视图)所示.已知线圈全部滑入磁场后速度为v,磁场的宽度大于L.
(1)从ab边刚进入磁场,到cd边将进入磁场前,线圈的运动是______
   A.加速运动   B.减速运动     C.匀速运动      D.先加速后匀速
(2)在ab边已进入磁场,cd边尚未进入磁场的某一时刻,线圈的速度为v/2,求此时线圈中的电流I.
(3)要保持线圈以速度v匀速滑出磁场,需要加一外力F.求所加外力F的大小.

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(1)从ab边刚进入磁场,到cd边将进入磁场前,线圈的ab边切割磁感线产生感应电流,受到向左的安培力而做减速运动; (2)ab边产生的感应电动势为 E=BLv,感应电流为I=. (3)要保持线圈匀速运动,外力F与安培力必须二力平衡,由法拉第定律、欧姆定律求出安培力,再由平衡条件求出外力F. 【解析】 (1)从ab边刚进入磁场,到cd边将进入磁场前,线圈的ab边切割磁感线产生感应电流,由右手定则判断可知ab中感应电流方向由a→b,受到的安培力向左,与速度方向相反,则线圈做减速运动;故选B (2)当线圈的速度为v,产生的感应电动势为 E=BLv0 ① 感应电流为 I==  ② (3)线圈匀速运动时,外力F与安培力F安大小相等,方向相反, ∵E1=BLv ③   I1== ④ ∴F=F安=I1LB= ⑤ 答: (1)B; (2)此时线圈中的电流I为. (3)要保持线圈以速度v匀速滑出磁场,需要加一外力F.所加外力F的大小为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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