(14分)如圖所示,在質(zhì)量為M=0.99kg的小車上,固定著一個(gè)質(zhì)量為m=10g、電阻R=1W的矩形單匝線圈MNPQ,其中MN邊水平,NP邊豎直,高度l=0.05m。小車載著線圈在光滑水平面上一起以v0=10m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng),隨后進(jìn)入一水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)寬度大于小車長(zhǎng)度),完全穿出磁場(chǎng)時(shí)小車速度v1=2m/s。磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直并指向紙內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1.0T。已知線圈與小車之間絕緣,小車長(zhǎng)度與線圈MN邊長(zhǎng)度相同。求:
(1)小車剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈中感應(yīng)電流I的大小和方向;
(2)小車通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線圈電阻的發(fā)熱量Q;
(3)小車進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中線圈克服安培力所做的功W
(1)0.5A,電流方向?yàn)?i>M→QPNM
(2)48J
(3)32J
(1)線圈切割磁感線的速度v0=10m/s,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv0=1×0.05×10=0.5V(1分)
由閉合電路歐姆定律得線圈中電流 A         (2分)
由楞次定律知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)?i>M→QPNM    (1分)
(2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)克服安培力做功,動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能,產(chǎn)生的電熱
(J)(4分)
能量關(guān)系正確得 2分,結(jié)果正確再得2分。
(3)設(shè)小車完全進(jìn)入磁場(chǎng)后速度為v,
在小車進(jìn)入磁場(chǎng)從t時(shí)刻到t+⊿t時(shí)刻(⊿t→0)過(guò)程中
(1分)

求和得 (1分)
同理得 
(1分)
又線圈進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中磁通量的變化量相同,因而有qq(1分)
故得 v0v = vv 1 即 v = =" 6" m/s (1分)
所以,小車進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中線圈克服安培力做功
(J)(1分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

在赤道附近有一根導(dǎo)線沿東西方向水平放置,當(dāng)導(dǎo)線豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),那么,這根導(dǎo)線的____________端電勢(shì)較高(選填“東”或“西”)。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平金屬圓盤(pán)置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,隨盤(pán)繞金屬轉(zhuǎn)軸以角速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),盤(pán)的中心及邊緣處分別用金屬滑片與一理想變壓器的原線圈相連。已知圓盤(pán)半徑為r,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n,變壓器的副線圈與一電阻為R的負(fù)載相連。不計(jì)圓盤(pán)及導(dǎo)線的電阻,則下列說(shuō)法中正確的是            (   )
A.變壓器原線圈兩端的電壓為
B.變壓器原線圈兩端的電壓為
C.通過(guò)負(fù)載R的電流為
D.通過(guò)負(fù)載R的電流為

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)正方形金屬線圈abcd,邊長(zhǎng)L=0.2m。線圈的ad邊與磁場(chǎng)的左側(cè)邊界重合,如圖12-14所示,線圈的電阻R=0.4Ω.用外力把線圈從磁場(chǎng)中移出有兩種方法:一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場(chǎng);另一種是以ad邊為軸,用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng),兩種過(guò)程所用時(shí)間都是t=0.1s。求

(1)線圈勻速平移出磁場(chǎng)的過(guò)程中,外力對(duì)線圈所做的功。
(2)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)的過(guò)程中,外力對(duì)線圈所做的功。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

如圖所示,線圈的面積S=1×10-5 m2,匝數(shù)n=100,兩端連接一電容器C="20" μF,線圈中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按="0.1" T/s增加,則電容器所帶的電荷量為_(kāi)____________C.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,條形磁鐵以速度v向螺旋管靠近,下面幾種說(shuō)法正確的是(   )
A.螺旋管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.螺旋管中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.只有磁鐵的速度足夠大時(shí),螺旋管中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.只有磁鐵的磁性足夠強(qiáng)時(shí),螺旋管中才會(huì)產(chǎn)生
感應(yīng)電流

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

長(zhǎng)為L的金屬棒ab,繞b端在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖1所示.求ab兩端的電勢(shì)差.?

圖1

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,光滑導(dǎo)電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與軌道所在平面垂直,導(dǎo)體棒ab的兩端可始終不離開(kāi)軌道無(wú)摩擦地滑動(dòng),當(dāng)ab由圖示位置釋放,直到滑到右側(cè)虛線位置的過(guò)程中,關(guān)于ab棒中的感應(yīng)電流情況,正確的是
A.先有從ab的電流,后有從ba的電流
B.先有從ba的電流,后有從ab的電流
C.始終有從ba的電流
D.始終沒(méi)有電流產(chǎn)生

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,水平放置的閉合圓形線圈,半徑為a,磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直.如果磁感強(qiáng)度的變化規(guī)律為B=Kt,線圈所用的導(dǎo)線截面積為b,導(dǎo)線的電阻率為ρ.求:在△t 時(shí)間內(nèi)線圈所產(chǎn)生的熱量.

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同步練習(xí)冊(cè)答案