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(chǎng)中,有一個(gè)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(chǎng)垂直(位于紙面內(nèi)),線圈與磁場(chǎng)邊緣(圖中虛線)相切,切點(diǎn)為A,現(xiàn)在A點(diǎn)對(duì)線圈施加一個(gè)方向與磁場(chǎng)垂直,位于線圈平面內(nèi)并跟磁場(chǎng)邊界垂直的拉力F,將線圈以速度v勻速拉出磁場(chǎng).以切點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以F的方向?yàn)檎较蚪軸,設(shè)拉出過(guò)程中某時(shí)刻線圈上的A點(diǎn)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(yùn)動(dòng),線圈上要產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?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(shí)線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度

 

線圈上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí),拉力F最大,最大值為

F-x關(guān)系圖線如圖所示。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)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(chǎng)中,導(dǎo)體棒AB的在金屬框架上以10m/s的速度向右滑動(dòng),已知導(dǎo)體棒AB長(zhǎng)為0.5m,電阻為10Ω,R1=R2=20Ω,其他電阻不計(jì),則導(dǎo)體棒端點(diǎn)AB上的電壓大小是
0.5
0.5
V,電壓高的點(diǎn)是
B
B
(A或B)

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科目:高中物理 來(lái)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(chǎng)中,長(zhǎng)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(dòng),已知R1=R2=5Ω,其他電阻不計(jì),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(lái)源: 題型:

如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)通過(guò)電阻的電流I=2A,它們接觸良好,求:
(1)金屬棒勻速下滑時(shí)所受的安培力大小?
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?

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科目:高中物理 來(lái)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(chǎng)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(diǎn),并可繞O點(diǎn)無(wú)摩擦擺動(dòng).金屬線框從右側(cè)某一位置由靜止開(kāi)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(jì)空氣阻力.下列判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)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(chǎng)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(dòng).求:
(1)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值;
(2)線框中感應(yīng)電流的有效值.

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