【題目】如圖甲所示,一剛性矩形金屬線框從高處自由下落,剛好勻速進(jìn)入一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,然后穿出磁場區(qū)域,已知線圈質(zhì)量為m,電阻為R,長為l1,寬為l2,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場區(qū)域高度為d,假設(shè)線框運(yùn)動過程中不翻轉(zhuǎn),整個過程不計空氣阻力。
(1)若l2<d,試計算線框剛進(jìn)入磁場時的速度大小,同時分析線框完全在磁場中做何種運(yùn)動?
(2)若l2=d,試分析線框剛進(jìn)入磁場到剛好完全離開磁場的過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的?通過分析、推導(dǎo)說明此過程中能量轉(zhuǎn)化是守恒的。
(3)若將線框改為長度為a的金屬棒,如圖乙所示,金屬棒由靜止釋放進(jìn)入磁場,假設(shè)金屬棒能保持水平狀態(tài)穿過磁場,分析說明金屬棒在磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原因并推導(dǎo)感應(yīng)電動勢E與瞬時速度v的關(guān)系式。
【答案】(1)線框做勻速直線運(yùn)動;(2)見解析;(3)E=Bav。。
【解析】
試題分析:(1)線框勻速進(jìn)入磁場,重力等于安培力,mg=BIl1
由關(guān)系式:I=,E=Bl1v,可得v=,
分析:線框勻速進(jìn)入磁場后磁通量不變,因此電流消失不受安培力只受重力,線框做勻速直線運(yùn)動。
(2)動能不變,重力勢能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化不焦耳熱,線框穿過磁場過程:由于保持勻速動能不變,重力勢能減少了2mgl2
線框因發(fā)熱產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2Rt,有關(guān)系式:I= ,E=Bl1v,t=,mg=BIl1;
帶入可得:Q=2mgl2,這個過程重力勢能完全轉(zhuǎn)化為焦耳熱。
(3)金屬棒中自由電子因在磁場中運(yùn)動受洛倫茲力的作用向一端移動,兩端出現(xiàn)等量異種電荷,這是產(chǎn)生電動勢的本質(zhì)原因;
電場力等于洛倫茲力:qE=qvB,又因U=Bav,故斷路時電壓等于電動勢:E=Bav。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,是一個電流、電壓兩用電表的電路原理圖,電流計 的量程為100μA,內(nèi)阻是1000Ω。兩個電阻的阻值分別是R1為0.1Ω,R2為99 KΩ,當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到ab上時,電流計將改裝成__________,其量程約為_________;當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到cd上時,電流計將改裝成__________,其量程是_________.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)做“測勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實驗裝置如圖1,一小車放在水平長木板上,左側(cè)拴有一細(xì)軟線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連,小車右側(cè)與穿過電火花計時器的紙帶相連,在重物牽引下,小車在木板上向左運(yùn)動.下圖2的紙帶上打出的相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒畫出,交流電頻率為50Hz.
(1)根據(jù)紙帶(圖2)計算打計數(shù)點“2”時的速度v2=_______m/s,小車的加速度為α=__________m/s2.
(2)另一同學(xué)利用如圖3所示的裝置測定導(dǎo)軌上滑塊運(yùn)動的加速度,滑塊上安裝了寬度為d的遮光板.滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A、B,配套的數(shù)字毫秒計(圖中未畫出)記錄了遮光板通過第一光電門A的時間為△t1,則滑塊通過第一個光電門的速度表達(dá)vA=______.若滑塊通過光電門B的時間為△t2,兩個光電門A、B間距離為L,則滑塊的加速度表達(dá)式為 α=____________.(用題中字母表示)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】根據(jù)實際需要選擇磁性材料:永磁鐵要有很強(qiáng)的剩磁,所以要用磁性材料制造;電磁鐵需要通電時有磁性,斷電時失去磁性,所以要用磁性材料制造.(選填“軟”或“硬”)
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com