如圖所示,質(zhì)量為m、邊長為L的正方形線圈,線圈ab邊距離磁場(chǎng)邊界為s,線圈從靜止開始在水平恒力F的作用下,穿過寬度為d(d >L)的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若線圈與水平面間沒有摩擦力的作用,線圈平面始終與磁場(chǎng)垂直,ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的速度與ab邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度相等。下列說法正確的是
A.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量不相等
B.整個(gè)線圈穿越磁場(chǎng)的過程中線圈的最小速度為
C.整個(gè)線圈穿越磁場(chǎng)的過程中線圈的最大速度為
D.整個(gè)線圈穿越磁場(chǎng)的過程中線圈產(chǎn)生的熱量為2Fd
BD

試題分析:由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)與ad邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)線圈的面積變化相等,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等,平均感應(yīng)電流相等,由可知線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量相等,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;線圈的運(yùn)動(dòng)是先勻加速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)后由于受到安培力阻礙線圈的運(yùn)動(dòng),又因?yàn)閍b邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的速度與ab邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度相等,所以ab邊進(jìn)磁場(chǎng)后線圈開始做減速運(yùn)動(dòng),線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)后又做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab邊剛要穿出磁場(chǎng)時(shí)線圈又做減速運(yùn)動(dòng),所以最小速度就是ad邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度,在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),設(shè)線圈克服安培力做功為W,兩時(shí)刻速度相等,由動(dòng)能定理得,所以進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中線圈克服安培力做功為W=Fd,再由初始位置到ad邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),線圈克服安培力做功就為2W,設(shè)線圈最小速度為v, 由動(dòng)能定理得解得整個(gè)線圈穿越磁場(chǎng)的過程中線圈的最小速度為,所以B、D選項(xiàng)正確;線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度最大,由,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈,線圈所圍的面積為0.1 m2,線圈電阻為1。規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時(shí)針方向,如圖1所示。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖2所示。則以下說法正確的是(   )
A.在時(shí)間0~5s內(nèi),I的最大值為0.1A
B.在第4s時(shí)刻,I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向
C.前2s內(nèi),通過線圈某截面的總電荷量為0.01C
D.第3s內(nèi),線圈的發(fā)熱功率最大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)矩形線圈abcd,線圈平面與磁場(chǎng)垂直,O1O2和O3O4都是線圈的對(duì)稱軸,應(yīng)使線圈怎樣運(yùn)動(dòng)才能使其中產(chǎn)生感生電流?
A.向左或向右平動(dòng)
B.向上或向下平動(dòng)
C.繞O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)
D.繞O3O4轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,線圈與電壓傳感器連接,一條形磁鐵從線圈上方某一高度無初速釋放并穿過線圈。圖乙是此過程中電壓傳感器采集到的線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖象。下列選項(xiàng)中根據(jù)圖象信息能得出的結(jié)論是
A.線圈由非超導(dǎo)體材料制成的
B.從本實(shí)驗(yàn)可以得出,線圈的匝數(shù)越多,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)
D.磁鐵運(yùn)動(dòng)速度越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,直導(dǎo)線MN豎直放置并通以向上的電流I,矩形金屬線框abcd與MN處在同一平面,ab邊與MN平行,則(   )
A.線框向左平移時(shí),線框中有感應(yīng)電流
B.線框豎直向上平移時(shí),線框中有感應(yīng)電流
C.線框以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框中有感應(yīng)電流
D.MN中電流突然變化時(shí),線框中有感應(yīng)電流

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,y為該點(diǎn)到地面的距離,c為常數(shù),B0為一定值.鋁框平面與磁場(chǎng)垂直,直徑ab水平,(空氣阻力不計(jì))鋁框由靜止釋放下落的過程中(  )
A.鋁框回路磁通量不變,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0
B.回路中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,直徑ab兩點(diǎn)間電勢(shì)差為0
C.鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
D.直徑ab受安培力向上,半圓弧ab受安培力向下,鋁框下落加速度大小可能等于g

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

簡(jiǎn)述的磁電式扭矩傳感器的工作原理。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過程中,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為(     )
A.π/2B.2/π
C.2πD.π

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

水平放置的金屬框架cdef處于如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒ab置于粗糙的框架上且接觸良好.從某時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,金屬棒ab始終保持靜止,則(   )
A.a(chǎn)b中電流增大,ab棒所受摩擦力也增大
B.a(chǎn)b中電流不變,ab棒所受摩擦力也不變
C.a(chǎn)b中電流不變,ab棒所受摩擦力增大
D.a(chǎn)b中電流增大,ab棒所受摩擦力不變

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