如圖所示,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀,它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通,在外力F作用下,正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動.桿的電阻不計,導(dǎo)線電阻為R,ab間距離為2L,導(dǎo)線組成的正弦圖形項部或底部到桿距離都是
L
2
.在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的寬度為2L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動,在運動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直.t=0時刻導(dǎo)線從O點進(jìn)入磁場,直到全部穿過磁場,外力F所做功為( 。
A.
B2L2v2
R
B.
B2L3v
2R
C.
B2L3v
4R
D.
B2L2v2
4R

金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為e=Byv,y是有效切割長度.y=
L
2
sin
ωt
得到 e=
BLv
2
sinωt,ω=
T
=
2L
v
=
πv
L
不變
則線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流,其感應(yīng)電動勢的有效值為E=
BLv
2
2

因為線圈進(jìn)入和穿出磁場產(chǎn)生的內(nèi)能相等,外力做功相等.
故導(dǎo)線全部穿過磁場過程,外力F所做功為W=
(
BLv
2
2
)2
R
?
4L
v
=
B2L3v
2R

故選B
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

一個10匝、面積為0.1m2的線圈,放在磁場中,磁場的方向與線圈平面垂直,開始時磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T,之后經(jīng)過0.05s磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加到0.5T.在此過程中
(1)穿過線圈的磁通量的變化量是多少?
(2)磁通量的平均變化率是多少?
(3)線圈中的感應(yīng)電動勢的大小是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在水平地面上,有一豎直放置的正方形金屬線框abcd,邊長為L,緊挨著有界勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向內(nèi),磁場邊界寬也為L.線框先以c點為轉(zhuǎn)軸,以恒定角速度順時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)b點落地后,再以b點為轉(zhuǎn)軸,以相同的角速度順時針轉(zhuǎn)動,在線框通過磁場的過程中,線框中的電流隨時間變化的關(guān)系圖象是(  )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖,直角坐標(biāo)系Oxy的第Ⅱ、Ⅳ象限有垂直坐標(biāo)系向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,在第Ⅲ象限有垂直坐標(biāo)系向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,半徑為r、圓心角為90°的單匝扇形閉合導(dǎo)線框OPQ在外力作用下以恒定角速度ω在Oxy平面內(nèi)繞O點勻速轉(zhuǎn)動.則導(dǎo)線框旋轉(zhuǎn)一周過程中,電動勢的最大值為______,有效值為______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,先后兩次將同一個矩形線圈由勻強(qiáng)磁場中拉出,兩次拉動的速度相同.第一次線圈長邊與磁場邊界平行,將線圈全部拉出磁場區(qū),拉力做功W1、通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1,第二次線圈短邊與磁場邊界平行,將線圈全部拉出磁場區(qū)域,拉力做功為W2、通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2,則( 。
A.W1>W(wǎng)2,q1=q2B.W1=W2,q1>q2
C.W1<W2,q1<q2D.W1>W(wǎng)2,q1>q

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間接有定值電阻R,導(dǎo)體棒ab長為l且與導(dǎo)軌接觸良好,整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab勻速向右運動,下列說法正確的是(  )
A.導(dǎo)體棒ab兩端的感應(yīng)電動勢越來越小
B.導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電流方向是a→b
C.導(dǎo)體棒ab所受安培力方向水平向右
D.導(dǎo)體棒ab所受合力做功為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑的金屬框架abc固定在水平面內(nèi),頂角θ=53°,金屬框架處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直水平面,t=0時,金屬棒MN受向右的水平拉力F作用,從b點開始沿bc方向以速度v做勻速運動,在運動過程中MN始終垂直于bc,且與框架接觸良好,框架bc邊和金屬棒MN單位長度的電阻均為r,框架ab邊的電阻忽略不計(sin53°=0.8)
(1)求t時刻回路中的電流I;
(2)寫出拉力F與桿的位移x的關(guān)系式,并類比v-t圖象求位移的方法,寫出拉力F做的功W與桿的位移x的關(guān)系式;
(3)求時間t內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌,間距為L,右端接有阻值為R的電阻,空間存在在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab與固定彈簧相連,放在導(dǎo)軌上.初始時刻,彈簧恰處于自然長度.給導(dǎo)體棒水平向右的初速度v0,導(dǎo)體棒開始沿導(dǎo)軌往復(fù)運動,在此過程中,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.已知導(dǎo)體棒的電阻r與定值電阻R的阻值相等,不計導(dǎo)軌電阻,則下列說法中正確的是( 。
A.導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻受到的安培力向左
B.導(dǎo)體棒開始運動的初始時刻導(dǎo)體棒兩端的電壓U=BLv0
C.導(dǎo)體棒開始運動后速度第一次為零時,系統(tǒng)的彈性勢能Ep=
1
2
m
v20
D.金屬棒最終會停在初始位置,在金屬棒整個運動過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=
1
4
m
v20

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

【2012?武漢聯(lián)考】A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成,它們的半徑之比rA∶rB=2∶1,在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)的平面,如圖所示.當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大的過程中,求兩導(dǎo)線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比和流過兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的電流之比.?

A.   B.    C.    D.

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同步練習(xí)冊答案