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如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.2 T.一质量m=0.1 kg,总电阻r=0.4 Ω,边长d=0.5 m的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面上,在一与导体框平面始终垂直的外力作用下做如下运动:首先外力作用在AB边上,线框绕CD边顺时针转动180°,然后外力作用到CD边上,线框绕AB边顺时针转动180°……如此不断重复,线框在地面上向右翻转,线框转动时的角速度ω=0.4 rad/s保持恒定.

(1)线框绕CD边转动,求当DA边转到竖直位置时AB边上所加水平外力的大小;

(2)求从线框绕CD边开始转动到DA边竖直的这四分之一圈内线框上产生的电热;

(3)从运动开始作为计时起点,求出在第一个周期内AB两点间的电势差UAB随时间t变化的关系,并作出UAB随时间t变化的关系图线.

答案:
解析:

  (1)当以CD为轴转动时,AB棒切割磁感线,当转到AD边竖直时

   (2分)

   (2分)

  AB受到的水平外力应等于AB边受到的安培力

   (2分)

  (2)在转动的过程中,线圈内产生了交变电流,从开始转动到AD边竖直可视为正弦交变电流的0到T/4 (2分)

  所以Q=0.00196 J (2分)

  (3)当以CD为轴转动时,仅AB棒切割磁感线.

   (2分)

  当以AB为轴转动时,仅CD棒切割磁感线.

   (2分)

  第一个周期内AB两点间的电势差UAB随时间t变化的关系为

    

  (2分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,空间存在竖直向上方向的匀强电场,E=2.0×102N/C,水平方向存在向外的匀强磁场,B=
10
T,在A处有一个质量为0.3Kg的质点,所带电量为q=﹢2.0×10-2C.用长为L=6m的不可伸长的绝缘细线与固定点O连接.AO与电场线垂直处于水平状态,取g=10m/s2.现让该质点在A处静止释放,
(1)求质点第一次到达O点正上方时的速度大小和细线的拉力.
(2)若撤去磁场且电场方向转到水平向左,质点仍从A处静止释放,求质点第一次到达O点正下方时增加的机械能△E和速度的大小
(结果可保留根号)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,空间存在竖直向上磁感应强度为B0的匀强磁场,一质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面.在外力作用下让线框做如下运动:先让线框绕CD边(CD边固定)顺时针转动180°,然后线框绕AB边(AB边固定)顺时针转动180°…如此不断重复,线框在地面上向右翻转,线框转动的角速度恒为ω.以开始运动时作为计时起点,用i表示线框中的电流(以ABCDA方向为正方向),用UAB 表示AB两点间的电势差.下列图线中正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?南昌一模)如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T.一质量m=0.1,总电阻r=0.4Ω,边长d=0.5m的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面上,在一与导体框平面始终垂直的外力作用下做如下运动:首先外力作用在AB边上,线框绕CD边顺时针转动180°,然后外力作用到CD,线框绕AB边顺时针转动180°…如此不断重复,线框在地面上向右翻转,线框转动时的角速度w=0.4rad/s保持恒定.
(1)线框绕CD边转动,求当DA边转到竖直位置时AB边上所加水平外力的大小;
(2)求从线框绕CD边开始转动到DA边竖直的这四分之一圈内线框上产生的电热;
(3)从运动开始作为计时起点,求出在第一个周期内AB两点间的电势差UAB随时间t变化的关系,并作出UABB随时间t变化的关系图线.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度E大小为2.0×102V/m。现有质量m=1.0kg,带电量大小为q=+3.0×10-2C的小球,从高为H=8.0m的水平桌面边缘处以速度V0=10.0m/s水平飞出。(g=10m/s2

求:(1)小球落地点与桌面的水平距离S。

  (2)小球落地时的动能。

 

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科目:高中物理 来源:2011届黑龙江省哈三中高三12月月考(理综)物理部分 题型:计算题

如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度E大小为2.0×102V/m。现有质量m=1.0kg,带电量大小为q=+3.0×10-2C的小球,从高为H=8.0m的水平桌面边缘处以速度V0=10.0m/s水平飞出。(g=10m/s2
求:(1)小球落地点与桌面的水平距离S。
(2)小球落地时的动能。

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