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如图甲所示,光滑绝缘水平面上一矩形金属线圈abcd的质量为m、电阻为R、ad边长...

如图甲所示,光滑绝缘水平面上一矩形金属线圈abcd的质量为m、电阻为R、ad边长度为L,其右侧是有左右边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,ab边长度与有界磁场区域宽度相等,在t=0时刻线圈以初速度v进入磁场,在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为v1,此时对线圈施加一沿运动方向的变力F,使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区,若上述过程中线圈的v-t图象如图乙所示,整个图象关于t=T轴对称.
(1)求t=0时刻线圈的电功率;
(2)线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热和穿过磁场过程中外力F所做的功分别为多少?
(3)若线圈的面积为S,请运用牛顿第二运动定律和电磁学规律证明:在线圈进人磁场过程中v-v1=manfen5.com 满分网

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(1)t=0时,母亲线圈产生的感应电动势E=BLv,电功率P=. (2)线圈进入磁场的过程中动能转化为焦耳热,由能量守恒求焦耳热.外力做功一是增加动能,二是克服安培力做功,由功能关系求得外力做功. (3)运用微元法思想,将时间分为若干等分,每一等分可看成匀变速运动,由公式△v=at列式,得到速度的变化量与电流的关系,由电量公式公式Q=It,得到速度的变化量与感应电荷量的关系,再根据法拉第定律、欧姆定律得到感应电荷量Q==,联立即可得到证明. 【解析】 (1)t=0时,E=BLv 线圈电功率P== (2)线圈进入磁场的过程中动能转化为焦耳热    Q=mv2-mv12 外力做功一是增加动能,二是克服安培力做功      WF=△Ek+Q=mv2-mv12 (3)根据微元法思想,将时间分为若干等分,每一等分可看成匀变速   vn-vn+1= ∴v-v1=(I1t1+I2t2+…+Intn) 其中I1t1+I2t2+…+Intn=Q 电量Q=It== ∴v-v1= 答: (1)t=0时刻线圈的电功率是; (2)线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热和穿过磁场过程中外力F所做的功分别为mv2-mv12和mv2-mv12. (3)证明略.
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考点分析:
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(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;
(3)小滑块着地时的速度大小.

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A.屏M自上而下分布的色光的波长山小到大
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D.若在棱镜I和屏M间放置与I完全相同的棱镜Ⅱ,相对面平行(如图乙所示),则在屏M上形成的是彩色光谱
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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