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如图所示,在高度差h=0.5m的平行虚线范围内有匀强磁场,磁场的磁感应强度为B=...

如图所示,在高度差h=0.5m的平行虚线范围内有匀强磁场,磁场的磁感应强度为B=0.5T,方向垂直于竖直平面向里.正方形线框abcd,其质量为m=0.1kg,边长为L=0.5m,电阻为R=0.5Ω,线框平面与竖直平面平行.线框静止在位置I时,cd边与磁场的下边缘有一段距离,现用一竖直向上的恒力F=4.0N向上拉动线框,使线框从位置Ⅰ无初速的向上运动,并穿过磁场区域,最后到达位置Ⅱ(ab边刚好出磁场).线框平面在运动过程中始终在竖直平面内,且cd边保持水平.设cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动.
求:(1)线框进入磁场前与磁场下边界的距离H;
(2)线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中,恒力F做的功及线框内产生的热量.

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(1)cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动,分析线框的受力,由平衡条件列式得到安培力的大小,根据法拉第定律、欧姆定律得到安培力与速度的关系式,即可求出线框刚进入磁场时的速度.线框进入磁场前做匀加速运动,由动能定理列式求H. (2)恒力F做功直接根据功的公式计算.根据能量守恒定律求解线框内产生的热量. 【解析】 (1)由于线框cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动,故此时线框所受合力为零,分析可知 F-mg-FA=0 设此时线框的运动速度为v,安培力FA=BIL 感应电流    I=      感应电动势    E=BLv 联立以上各式解得:线框匀速穿过磁场时的速度 v= 代入数据,解得:v=24 m/s 根据动能定理,线框从Ⅰ位置到cd边刚进入磁场的过程中,有    F•H-mg•H= 代入数据,解得:H=9.6 m (2)恒力F做的功 W=F•(H+h+L)   代入数据,解得 W=42.4 J  从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中,拉力F所做的功等于线框增加的重力势能和产生的热量Q,即   F•(h+L)=mg•(h+L)+Q   代入数据,解得 Q=3.0 J 答: (1)线框进入磁场前与磁场下边界的距离H是9.6m; (2)线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中,恒力F做的功是42.4J,线框内产生的热量是3J.
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考点分析:
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如图表示,在磁感强度为B的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α.一质量为m、带电荷为+q的圆环A套在OO′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tanα.现让圆环A由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中:
(1)圆环A的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?
(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?

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一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数:
规   格后轮驱动直流电动机
车型26″电动自行车额定输出功率120W
整车质量30kg额定电压40V
最大载重120kg额定电流3.5A
一个质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,其所受阻力f恒为车和人总重的k=0.02倍.取g=10m/s2,求:
(1)此车的直流电机在额定电压下正常工作的效率.
(2)仅在直流电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度.
(3)仅在直流电机提供动力的情况下,当车速为v1=1.0m/s时,人骑车的最大加速度.
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有一个阻值为R的电阻,若将它接在电压为20V的直流电源上时,消耗的电功率为P;若将它接在图中的理想变压器的次级线圈两端时,消耗的电功率为P/2.已知变压器输入的是正弦交流电,其电压的最大值为200V,不计电阻阻值随温度的变化,求:
(1)理想变压器次级线圈两端电压的有效值.
(2)此变压器的原、副线圈的匝数之比.

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如图表示,宽度L=0.20m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感强度大小为B=0.50T.一根导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度υ=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1)求闭合回路中产生的感应电流.
(2)作用在导体棒上的拉力大小.
(3)在导体棒移动30cm的过程中,电阻R上产生的热量.

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manfen5.com 满分网如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于0点,另一端系一质量为m、带电荷+q的小球,小球静止时处于O′点.现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点时细线与竖直方向成θ角.求:
(1)该匀强电场的电场强度大小.
(2)若将小球从O′点由静止释放,则小球运动到A点时的速度多大?
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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