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如图所示,在高度为L、足够宽的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强...

如图所示,在高度为L、足够宽的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.质量为m、边长为L、电阻为R的正方形导线框abcd,在MN上方某一高度由静止开始自由下落.当bc边进入磁场时,导线框恰好做匀速运动.已知重力加速度为g,不计空气阻力,求:

(1)导线框刚下落时,bc边距磁场上边界MN的高度h

(2)导线框离开磁场的过程中,通过导线框某一横截面的电荷量q

(3)导线框穿越磁场的整个过程中,导线框中产生的热量Q.

 

(1);(2);(3) 【解析】 (1)线框进入磁场时恰好做匀速运动,安培力与重力大小相等,方向相反,即 线框切割磁感线,感应电动势 故线框中产生的电流 线框在磁场中所受安培力 线框进入磁场时速度 线框进入磁场前做自由落体运动,机械能守恒: 下落高度 (2)线框匀速穿过磁场,由可知,感应电流 出磁场所用时间 可解得:通过导线框某一横截面的电量 (3)线框匀速穿过磁场,动能不变,减少的重力势能全部转化为焦耳热.磁场的宽度与线框的宽度相等,线框匀速穿过磁场高度下降2L,所以焦耳热  
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考点分析:
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如图所示,MNPQ为足够长的平行金属导轨(电阻不计),间距L=0.50m,导轨平面与水平面间夹角NQ间连接一个电阻R=4.0Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T。将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒电阻为r=1.0Ω。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,当金属棒滑行至cd处时,其速度大小开始保持不变,cdab之间的距离s=2.0m。已知g=10m/s2sin=0.6cos=0.8。求:

1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;

2)金属棒达到cd处的速度大小;

3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻R产生的热量。

 

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如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab="1.0" mbc="0.5" m,电阻r=2Ω.磁感应强度B0 ~1 s内从零均匀变化到0.2 T.在1~5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:

10.5s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;

2)在1~5s内通过线圈的电荷量q

3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q

 

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如图所示,两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度,轨道与金属杆电阻不计,则(  )

A.如果B增大,将变大

B.如果α变大,将变大

C.如果R变大,将变大

D.如果m变小,将变大

 

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如图,足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内,匀强磁场垂直导轨所在的平面.金属棒ab与导轨垂直且接触良好.ab由静止释放后

 

A.速度一直增大

B.加速度一直保持不变

C.电流方向沿棒由ab

D.安培力的最大值与其重力等大

 

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如图所示,当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右以速度v匀速运动,左端接一阻值为R的电阻,导体棒MN电阻为r,其余电阻不计,求:

1)流过R的电流方向?

2)感应电流的大小;

3)导体棒受安培力的大小和方向。

 

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