轻质细线吊着一质量为m=0.32kg,边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈总电阻为r=1Ω.边长为
的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t=0开始经t
时间细线开始松驰,g=10m/s
2.求:
(1)在前t
时间内线圈中产生的电动势;
(2)在前t
时间内线圈的电功率;
(3)求t
的值.
考点分析:
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如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L
1、L
2、L
3、L
4,在L
1L
2之间、L
3L
4之间存在匀强磁场,大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面.现有一矩形线圈abcd,宽度cd=L=0.5m,质量为0.1kg,电阻为2Ω,将其从图示位置静止释放(cd边与L
1重合),速度随时间的变化关系如图乙所示,t
1时刻cd边与L
2重合,t
2时刻ab边与L
3重合,t
3时刻ab边与L
4重合,已知t
1~t
2的时间间隔为0.6s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.(重力加速度g取10m/s
2)则( )
A.在0~t
1时间内,通过线圈的电荷量为0.25 C
B.线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
C.线圈的长度为1 m
D.0~t
3时间内,线圈产生的热量为4.2 J
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两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则( )
A.金属棒的动能、重力势能与弹簧的弹性势能的总和保持不变
B.金属棒最后将静止,静止时弹簧伸长量为
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=
D.金属棒最后将静止,电阻R上产生的总热量为mg•
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如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线).两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v
1、v
2,在磁场中运动时产生的热量分别为Q
1、Q
2.不计空气阻力,则( )
A.v
1<v
2,Q
1<Q
2B.v
1=v
2,Q
1=Q
2C.v
1<v
2,Q
1>Q
2D.v
1=v
2,Q
1<Q
2
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如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l
1,bc边的边长为l
2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是( )
A.线框进入磁场前运动的加速度为
B.线框进入磁场时匀速运动的速度为
C.线框做匀速运动的总时间为
D.该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mg-mgsinθ)l
2
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一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁强区域,然后穿出磁场区域继续下落,如图所示,则( )
A.若线圈进入磁场过程是匀速运动,则离开磁场过程也是匀速运动
B.若线圈进入磁场过程是加速运动,则离开磁场过程也是加速运动
C.若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程也是减速运动
D.若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程是加速运动
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