【題目】一個半徑為r的細小金屬圓環(huán),在范圍足夠大的磁場中豎直向下落,磁感線的分布情況如圖所示,其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終豎直向下。開始時圓環(huán)所在處豎直方向的磁感應(yīng)強度大小為B0,圓環(huán)所在處豎直方向的磁感應(yīng)強度大小隨下落高度y變化關(guān)系為B=B0ky(其中k為比例常數(shù),且k>0).已知金屬圓環(huán)在下落過程中的環(huán)面始終保持水平,圓環(huán)質(zhì)量為m,電阻為R,圓環(huán)由靜止開始運動下降高度h時,其速度為ν,忽略空氣阻力,重力加速度為g。求:

(1)圓環(huán)下降高度h時通過圓環(huán)的磁通量的大小Φ;

(2)圓環(huán)下降高度h的過程中通過圓環(huán)的電荷量q

(3)圓環(huán)下降高度h的過程中產(chǎn)生的熱量Q。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

根據(jù)楞次定律判斷圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向.根據(jù)磁場的變化規(guī)律可以確定磁通量的變化情況;

當圓環(huán)所受的重力與安培力相等時,達到收尾速度.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、結(jié)合能量守恒定律求解。

(1)圓環(huán)下降高度h

磁通量大小為

解得:

(2)圓環(huán)下落的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為

通過回路的電荷量為:

磁通量變化量為:

解得:;

(3)由能量守恒定律有:

解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接,線圈A插入線圈B中,下列說法中正確的是

A. 閉合開關(guān)電流穩(wěn)定后,將線圈A從線圈B中拔出過程中,電流計指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B. 開關(guān)閉合瞬間,電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),而斷開瞬間電流計指針不會偏轉(zhuǎn)

C. 開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片P勻速滑動,電流計指針始終指在零刻度

D. 開關(guān)閉合后,無論滑動變阻器的滑片P如何滑動,電流計指針都會偏離零刻度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,電表的示數(shù)分別用I、U1U2U3表示,電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔIΔU1、ΔU2ΔU3表示.下列比值中正確的是(  )

A. ,B. ,

C. D. ,

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直面內(nèi)的虛線邊界AMN為等邊三角形,邊長L=0.6m,水平邊界MN上方是豎直向下的勻強電場,場強E=2×10-4N/C ,P、Q分別是AMAN的中點,梯形MNQP內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B1垂直紙面向里的勻強磁場,APQ內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B2垂直紙面向里的勻強磁場,B2=3B1AMN以外區(qū)域有垂直紙面向外,大小是B2的勻強磁場.一帶正電的粒子,比荷,從O點由靜止開始釋放,從邊界MN的中點C進入勻強磁場,OC相距1m,經(jīng)梯形磁場偏轉(zhuǎn)后垂直AN經(jīng)過Q.(粒子重力不計)求:

(1)粒子到達C點時的速度v;

(2)磁感應(yīng)強度B1的大小;

(3)粒子從O點出發(fā)到再次回到O點經(jīng)歷的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示圓形區(qū)域內(nèi),有垂直于紙面方向的勻強磁場.一束質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子,以不同的速率,沿著相同的方向,對準圓心O射入勻強磁場,又都從該磁場中射出.這些粒子在磁場中的運動時間有的較長,有的較短若帶電粒子在磁場中只受磁場力的作用,則在磁場中運動的帶電粒子(  )

A. 速率越大的運動時間越長 B. 運動時間越長的周期越大

C. 速率越小的速度方向偏轉(zhuǎn)的角度越小 D. 運動時間越長的半徑越小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在直角坐標系xOy內(nèi),有一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子A從原點O沿y 軸正方向以初速度V0射出,粒子重力忽略不計,現(xiàn)要求該粒子能通過點P(a, -b),可通 過在粒子運動的空間范圍內(nèi)加適當?shù)?/span>來實現(xiàn)。

(1) 若只在整個III象限內(nèi)加垂直紙面向外的勻強磁場,使粒子A在磁場中作勻速 圓周運動,并能到達P點,求磁感應(yīng)強度B的大;

(2) 若只在x軸上某點固定一帶負電的點電荷 Q,使粒子AQ產(chǎn)生的電場中作勻速圓周運動,并能到達P點,求點電荷Q的電量大;

(3) 若在整個I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的 勻強磁場,并在第IV象限內(nèi)加平行于x軸,沿x軸 正方向的勻強電場,也能使粒子A運動到達P點。如果此過程中粒子A在電、磁場中運動的時間相等,求磁感應(yīng)強度B的大小和電場強度E的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑都不一樣,它們的邊緣有三個點A、B、C,如圖所示。正常騎行時,下列說法正確的是( 。

A. A點的角速度大于B點的角速度

B. A點的線速度與B點的線速度大小相等

C. C點的角速度小于B點的角速度

D. C點的線速度與B點的線速度大小相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空中兩個異種點電荷固定在軸上,且。軸上的電勢隨位置變化的規(guī)律如圖所示。取無限遠處的電勢為零,不計重力,下列說法正確的是

A. 帶正電,帶負電,且

B. 軸上場強為零的位置有兩處(不考慮無限遠處)

C. 帶正電的粒子點沿軸向移動的過程中,加速度先減小后增大

D. 帶正電的粒子點沿軸向移動的過程中,電勢能先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,MN是半徑為R光滑圓弧,木板B靜止在水平面上,其左端與N點重合,右端放有滑塊A;瑝KCP點由靜止釋放,恰從M點切入圓軌道,與木板B碰撞后粘為一體,碰撞時間極短,之后,B、C一起沿水平面運動,滑塊A恰好未從B上掉下。已知滑塊A、C的質(zhì)量均為m,木板B的質(zhì)量為2m,滑塊A與木板B之間的動摩擦因數(shù)為μ1,滑塊C和木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為,滑塊A、滑塊C均可視為質(zhì)點,重力加速度為g,忽略空氣阻力,水平面足夠長。

求:(1)滑塊C經(jīng)N點時與木板B碰撞前的瞬間對圓弧軌道的壓力。

(2)滑塊A停止時到N點的水平距離。

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