例4. 如图4所示.边长为L=2m的正方形导线框ABCD和一金属棒MN由粗细相同的同种材料制成.每米长电阻为R0=1/m.以导线框两条对角线交点O为圆心.半径r=0.5m的匀强磁场区域的磁感应强度为B=0.5T.方向垂直纸面向里且垂直于导线框所在平面.金属棒MN与导线框接触良好且与对角线AC平行放置于导线框上.若棒以v=4m/s的速度沿垂直于AC方向向右匀速运动.当运动至AC位置时.求(计算结果保留二位有效数字): 图4 (1)棒MN上通过的电流强度大小和方向, (2)棒MN所受安培力的大小和方向. 解析:(1)棒MN运动至AC位置时.棒上感应电动势为 线路总电阻. MN棒上的电流 将数值代入上述式子可得: I=0.41A.电流方向:N→M (2)棒MN所受的安培力: 方向垂直AC向左. 说明:要特别注意公式E=BLv中的L为切割磁感线的有效长度.即在磁场中与速度方向垂直的导线长度. [模型要点] (1)力电角度:与“导体单棒 组成的闭合回路中的磁通量发生变化→导体棒产生感应电动势→感应电流→导体棒受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→--.循环结束时加速度等于零.导体棒达到稳定运动状态. (2)电学角度:判断产生电磁感应现象的那一部分导体→利用或求感应电动势的大小→利用右手定则或楞次定律判断电流方向→分析电路结构→画等效电路图. (3)力能角度:电磁感应现象中.当外力克服安培力做功时.就有其他形式的能转化为电能,当安培力做正功时.就有电能转化为其他形式的能. [误区点拨] 正确应答导体棒相关量最大.最小等极值问题的关键是从力电角度分析导体单棒运动过程,而对于处理空间距离时很多同学总想到动能定律.但对于导体单棒问题我们还可以更多的考虑动量定理.所以解答导体单棒问题一般是抓住力是改变物体运动状态的原因.通过分析受力.结合运动过程.知道加速度和速度的关系.结合动量定理.能量守恒就能解决. [模型演练]1. 如图5所示.足够长金属导轨MN和PQ与R相连.平行地放在水平桌面上.质量为m的金属杆ab可以无摩擦地沿导轨运动.导轨与ab杆的电阻不计.导轨宽度为L.磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面.现给金属杆ab一个瞬时冲量I0.使ab杆向右滑行. 图5 (1)回路最大电流是多少? (2)当滑行过程中电阻上产生的热量为Q时.杆ab的加速度多大? (3)杆ab从开始运动到停下共滑行了多少距离? 答案:(1)由动量定理得 由题可知金属杆作减速运动.刚开始有最大速度时有最大.所以回路最大电流: (2)设此时杆的速度为v.由动能定理有: 而Q= 解之 由牛顿第二定律及闭合电路欧姆定律 得 (3)对全过程应用动量定理有: 而所以有 又 其中x为杆滑行的距离所以有. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,MN是一段在竖直平面内半径为1m的光滑的1/4圆弧轨道,轨道上存在水平向右的匀强电场。轨道的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1=0.1T。现有一带电荷量为1C、质量为100g的带正电小球从M点由静止开始自由下滑,恰能沿NP方向做直线运动,并进入右侧的复合场(NP沿复合场的中心线)。已知AB板间的电压为UBA=2V,板间距离d=2m,板的长度L=3m,若小球恰能从板的边沿飞出,g取10m/s2。求:
(1)小球运动到N点时的速度v
(2)水平向右的匀强电场的电场强度E
(3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度B2

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如图甲所示,两平行金属板的板长l=0.20m,板间距d=6.0×102m,在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其边界为MN,与金属板垂直。金属板的下极板接地,上极板的电压u随时间变化的图线如图乙所示,匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10-2T。现有带正电的粒子以v0=5.0×105m/s的速度沿两板间的中线OO´连续进入电场,经电场后射入磁场。已知带电粒子的比荷=108C/kg,粒子的重力忽略不计,假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变,不计粒子间的作用(计算中取tan15°=4/15)。⑴求t=0时刻进入的粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离;⑵求t=0.30s时刻进入的粒子,在磁场中运动的时间;⑶试证明:在以上装置不变时,以v0射入电场比荷相同的带电粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等。

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一正方形闭合导线框abcd,边长为L=0.1m,各边的电阻均为0.1Ω,bc边位于x轴上且b点与坐标原点O重合。在x轴原点O的右侧有宽度0.2m、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域,磁场的磁感强度为0.1T,如图2甲所示。当线框以4.0m/s的速度沿x轴匀速运动穿过磁场区域时,图乙中的图象表示的是线框从进入磁场到穿出磁场的过程中,线框的感应电流随位置变化的情况,其中正确的是

 

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如图所示,线圈焊接车间的传送带不停地传送边长为L(L为未知量)质量为4 kg,电阻为5Ω的正方形单匝金属线圈,线圈与传送带之间的动摩擦系数。传送带总长8 L,与水平面的夹角为=300,始终以恒定速度2m/s匀速运动。在传送带的左端虚线位置将线圈无初速地放到传送带上,经过一段时间后线圈达到与传送带相同的速度。线圈运动到传送带右端掉入材料筐中(图中材料筐未画出)。已知当一个线圈刚好开始匀速运动时,下—个线圈恰好放到传送带上;线圈匀速运动时,相邻两个线圈的间隔也为L,线圈运动到传送带中点开始通过一固定的匀强磁场,磁感应强度为5T、磁场方向垂直传送带向上,匀强磁场区域宽度与传送带相同,沿传送带运动方向的长度为3L,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)正方形线圈的边长L

(2)每个线圈通过磁场区域产生的热量Q

(3)在一个线圈通过磁场的过程,电动机对传送带做功的功率P

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一正方形闭合导线框abcd,边长为L=0.1m,各边的电阻均为0.1Ω,bc边位于x轴上且b点与坐标原点O重合。在x轴原点O的右侧有宽度0.2m、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域,磁场的磁感强度为0.1T,如图2甲所示。当线框以4.0m/s的速度沿x轴匀速运动穿过磁场区域时,图乙中的图象表示的是线框从进入磁场到穿出磁场的过程中,线框的感应电流随位置变化的情况,其中正确的是

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同步练习册答案