如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，有一個質(zhì)量為m、半徑為r、電阻為R的均勻圓形導(dǎo)線圈，線圈平面跟磁場垂直（位于紙面內(nèi)），線圈與磁場邊緣（圖中虛線）相切，切點為A，現(xiàn)在A點對線圈施加一個方向與磁場垂直，位于線圈平面內(nèi)并跟磁場邊界垂直的拉力F，將線圈以速度v勻速拉出磁場．以切點為坐標(biāo)原點，以F的方向為正方向建立x軸，設(shè)拉出過程中某時刻線圈上的A點的坐標(biāo)為x.

(1)寫出力F的大小與x的關(guān)系式；

 (2)在F－x圖中定性畫出F－x關(guān)系圖線，寫出最大值F0的表達(dá)式．

（1）力F的大小與x的關(guān)系式   

(2)拉力最大值為。

F－x關(guān)系圖線如圖所示。

 


解析:

由于線圈沿F方向做切割磁感線運動，線圈上要產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，從而要受到與F方向反向的安培力Ff作用，由圖可知，此時線圈切割磁感線的有效長度

 

線圈上感應(yīng)電動勢E=Blv，感應(yīng)電流，

線圈所受安培力大小為Ff=Bil，方向沿x負(fù)方向，因線圈被勻速拉出，所以F = Ff，解上各式得

   

(2)當(dāng)x=r時，拉力F最大，最大值為。

F－x關(guān)系圖線如圖所示。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒AB的在金屬框架上以10m/s的速度向右滑動，已知導(dǎo)體棒AB長為0.5m，電阻為10Ω，R1=R2=20Ω，其他電阻不計，則導(dǎo)體棒端點AB上的電壓大小是
0.5
0.5
V，電壓高的點是
B
B
（A或B）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中，長為0.5m阻值為10Ω的導(dǎo)體棒在金屬框架上以10m/s的速度向右滑動，已知R1=R2=5Ω，其他電阻不計，則導(dǎo)體棒兩端的電壓是
0.2
0.2
V．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有豎直放置的兩平行光滑導(dǎo)軌，其間距L=0.5m，導(dǎo)軌間接有一電阻．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=5×10-2kg的金屬棒在重力和安培力作用下，水平地沿導(dǎo)軌勻速下滑，此時通過電阻的電流I=2A，它們接觸良好，求：
（1）金屬棒勻速下滑時所受的安培力大��？
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大��？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?威海二模）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd，用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點，并可繞O點無摩擦擺動．金屬線框從右側(cè)某一位置由靜止開始釋放，細(xì)桿和金屬框平面始終處于垂直紙面的同一平面內(nèi)，不計空氣阻力．下列判斷正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線框abcd，線框的匝數(shù)為N，電阻為R，ab=cd=L1，ad=bc=L2．線框繞垂直于磁感線的軸OO′以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動．求：
（1）線框中感應(yīng)電動勢的最大值；
（2）線框中感應(yīng)電流的有效值．

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