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如图所示,边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成,正方...

manfen5.com 满分网如图所示,边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成,正方形导线框每边的电阻R=1.0Ω,金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等,金属棒MN的电阻r=0.20Ω.导线框放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.50T,方向垂直导线框所在平面向里.金属棒MN与导线框接触良好,且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上,金属棒上的中点始终在BD连线上.若金属棒以v=4.0m/s的速度向右匀速运动,当金属棒运动至AC位置时,求:
(1)金属棒产生的电动势大小;
(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向;
(3)导线框消耗的电功率.
(1)当金属棒运动至AC位置时,有效切割长度等于正方形对角线的长度.由公式E=BLv求解感应电动势的大小. (2)导线框左、右两侧电阻并联,求出并联电阻,由闭合电路欧姆定律求解金属棒MN上通过的电流大小,由右手定则判断电流的方向. (3)根据功率求解导线框消耗的电功率. 【解析】 (1)金属棒产生的电动势大小为:    E=BLv=0.4V≈0.57V. (2)金属棒运动到AC位置时,导线框左、右两侧电阻并联,其并联电阻大小为    R并==1.0Ω, 根据闭合电路欧姆定律      I=≈0.48A, 根据右手定则判定,电流方向从N到M. (3)导线框的功率为:P框=I2R并≈0.23W. 答: (1)金属棒产生的电动势大小为0.57V. (2)金属棒MN上通过的电流大小是0.48A,方向从N到M. (3)导线框消耗的电功率是0.23W.
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考点分析:
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如图所示,在倾角为θ=37°的斜面内,放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨,该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中.导轨的M、P端间接入阻值R1=30Ω的电阻和理想电流表,N、Q端间接阻值为R2=6Ω的电阻.质量为m=0.6kg、长为L=1.5m的金属棒放在导轨上以v=5m/s的初速度从ab处向右上滑到时a′b′处的时间为t=0.5s,滑过的距离l=0.5m.ab处导轨间距Lab=0.8m,a′b′处导轨间距La'b'=1m.若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变,不计金属棒和导轨的电阻,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2.求:
(1)此过程中电阻R1上产生的热量;
(2)此过程中电流表上的读数;
(3)匀强磁场的磁感应强度.

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如图所示,R1=5Ω,R2=6Ω,电压表与电流表的量程分别为0~10V和0~3A.电表均为理想电表.导体棒ab与导轨电阻均不计,且导轨光滑,导轨平面水平,ab棒处于匀强磁场中.
(1)当变阻器尺接入电路的阻值调到30Ω,且用F1=40N的水平拉力向右拉ab棒并使之达到稳定速度v1时,两表中恰好有一表满偏,而另一表又能安全使用,则此时ab棒的速度v1是多少?
(2)当变阻器R接入电路的阻值调到3Ω,且仍使ab棒的速度达到稳定时,两表中恰有一表满偏,而另一表能安全使用,则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大?

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如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感强度大小为B.导轨上端连接一阻值为R的电阻和电键K,导轨电阻不计.两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为ma=0.02kg和mb=0.01kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,g取10m/s2
(1)若将b棒固定,电键K断开,用一竖直向上的恒力F拉a棒,稳定后a棒以v1=10m/s的速度向上匀速运动.此时再释放b棒,b棒恰能保持静止.求拉力F的大小.
(2)若将a棒固定,电键K闭合,让b棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度v2
(3)若将a棒和b棒都固定,电键K断开,使磁感强度从B随时间均匀增加,经0.1s后磁感强度增大到2B时,a棒所受到的安培力大小正好等于a棒的重力,求两棒间的距离h.

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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manfen5.com 满分网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/s2.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.

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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L1、L2、L3、L4,在L1L2之间、L3L4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L1重合),速度随时间的变化关系如图乙所示,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,已知t1~t2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/s2)则( )
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A.在0~t1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~t3时间内,线圈产生的热量为4.2 J
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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