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如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存...

如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧足够大区域存在磁场,磁场方向竖直向下.在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框,ab边长为l=0.2m,线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B;

(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;

(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J,求在此过程中线框产生的焦耳热Q.

 

(1)0.5T(2)0.75C(3)0.12J 【解析】 (1)由F-t图象可知,当线框全部进入磁场后,时, 线框的加速度:, 0时刻线框所受的安培力:, 由图示图象可知F=0.3N,由牛顿第二定律得,代入数据解得B=0.5T; (2)线框进入磁场过程通过截面电量, 由法拉第电磁感应定律得, 由闭合电路欧姆定律得,解得电荷量, 由匀变速直线运动得,代入数据解得:x=0.75m,q=0.75C; (3)线框进入磁场过程,由能量守恒定律,代入数据解得Q=0.12J;  
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考点分析:
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如图所示,竖直放置的U形光滑导轨宽L1m,与一电容器和理想电流表串联。导轨平面有垂直于纸面向外B1T的匀强磁场,质量为m0.01kg的金属棒ab与导轨接触良好,由静止释放后沿导轨下滑,此过程中电流表的示数恒为I0.05A.重力加速度g10m/s2,不计一切阻力和电阻,求:

(1)金属棒ab下滑的加速度大小;

(2)电容器的电容.

 

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如图所示,一小型发电站通过升压变压器B1和降压变压器B2把电能输送给用户(B1B2都是理想变压器),已知发电机的输出功率为500kW,输出电压为500 V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为110,两变压器间输电导线的总电阻为2Ω,降压变压器B2的输出电压为220V.求:

(1)输电导线上损失的功率;

(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数之比.

 

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如图所示,一个匝数n100的线圈的两端跟R99Ω的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积S0.5m2,电阻r.已知匀强磁场的磁感应强度在△t10s内均匀地减小了△B20T,求:

(1)线圈中产生的感应电动势E

(2)电阻R中通过的电流I

 

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如图将一金属薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面ab间通以电流I时,另外两侧cf间产生电势差,这一现象称为霍尔效应.且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.回答下列问题:

 

(1)关于cf两侧面哪面的电势较高?____(填cf

(2)其他条件不变,只增加磁感应强度B的大小,霍尔电压Um会怎样变化?____(填增大或减小)

 

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一交流电压随时间变化的图象如图所示,则此交流电的频率是_____Hz,若将该电压加在10μF的电容器上,则电容器的耐压值不应小于_____V;若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上,用电器恰能正常工作,为避免意外事故的发生,电路中保险丝的额定电流不能低于_____A

 

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