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空間存在以ab、cd為邊界的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向外,區(qū)域寬為l1,F(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內,它的短邊與ab重合,邊長為l2,長邊的長度為2l1,如圖所示。某時刻線框以初速v沿與ab垂直的方向進入磁場區(qū)域,同時某人對線框施以作用力,使它的速度大小和方向保持不變。設該線框的電阻為R。從線框開始進入磁場到完全離開磁場的過程中,人對線框作用力所做的功等于_________________。
本題中線框的運動過程分為三段:①右邊進入磁場到右邊離開磁場;②從右邊離開磁場到左邊進入磁場;③從左邊進入磁場到左邊離開磁場。在過程①、③中,穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,線路中產生的感應電流I=,線框所受安培力F=BIl2,又因為線框做勻速運動,所以人對線框的作用力與線框所受安培力等大反向,人對線框作用力做的功為W=F×2l1=F×2l1。在過程②中,通過線框的磁通量不變,無感應電流,線框不受安培力,人對線框的作用力也為零。所以,人對線框做的功為:。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖所示,水平放置的兩光滑金屬導軌相距為L,在其左端接一阻值為R的電阻,其上垂直導軌放置一質量為m的導體棒(除R外其余電阻不計)。整個裝置處在磁感應強度為B,方向垂直導軌平面的勻強磁場中,現(xiàn)在棒上施加一水平向右的恒力F,使棒向右運動(摩擦不計)。
(1)求當棒的速度達到最大速度的一半時的加速度?
(2)當棒達到最大速度后撤去力F,在這以后電阻R可以放出多少焦耳的熱量?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖16-7-10所示,兩條無限長的光滑的平行金屬導電軌道MM′、NN′的電阻為零,相距l(xiāng)="0.4" m,水平放置在方向豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度B="0.5" T.ab、cd兩金屬棒長度與導軌寬度相同,電阻均為R="0.5" Ω,垂直地跨放在導軌上,ab的質量為m1="0.4" kg,cd質量為m2="0.1" kg.開始將cd棒鎖定在導軌上,給ab棒向左的一個瞬間沖量,使其以初速度v0="10" m/s開始滑行,當速度降為v1="5" m/s時,將對cd棒的鎖定解除.

圖16-7-10
(1)在解除對cd棒的鎖定前,電路中一共產生了多少焦耳熱?
(2)在cd棒剛開始運動時,cd棒的加速度是多大?
(3)cd棒能獲得的最大速度是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,將邊長為a、質量為m、電阻為R的正方形導線框豎直向上拋出,穿過寬度為b、磁感應強度為B的勻強磁場,磁場的方向垂直紙面向里.線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半,線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進入磁場.整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉動.求:

(1)線框在下落階段勻速進入磁場時的速度v2;
(2)線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1;
(3)線框在上升階段通過磁場過程中產生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖3-5-14中MN、GH為平行導軌,AB、CD為跨在導軌上的兩根橫桿,導軌和橫桿均為導體,有勻強磁場垂直于導軌所在平面,方向如圖.用I表示回路中的電流(   )

圖3-5-14
A.當AB不動而CD向右滑動時,I≠0且沿順時針方向
B.當AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時,I=0
C.當AB、CD都向右滑動且速度大小相等時,I=0
D.當AB、CD都向右滑動,且AB速度大于CD時,I≠0且沿逆時針方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,足夠長的光滑平行導軌MN、PQ傾斜放置,兩導軌間距離為L=" 1.0" m,導軌平面與水平面間的夾角為θ = 30°,磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面向上,導軌的M、P兩端連接阻值為R =" 3.0" Ω的電阻,金屬棒ab垂直于導軌放置并用細線通過光滑定滑輪與重物相連,金屬棒ab的質量m =" 0.20" kg,電阻r =" 0.50" Ω,重物的質量M =" 0.60" kg,如果將金屬棒和重物由靜止釋放,金屬棒沿斜面上滑的距離與時間的關系圖象如圖乙所示,不計導軌電阻,g = 10m/s2。計算結果可以保留根號。求:

(1)磁感應強度B的大;
(2)在0.6s內通過電阻R的電量;
(3)在0.6s內電阻R產生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌固定在同一水平面上,兩導軌間距,電阻,導軌上靜止放置一質量、電阻的金屬桿,導軌電阻忽略不計,整個裝置處在磁感應強度的勻強磁場中,磁場的方向豎直向下,現(xiàn)用一外力沿水平方向拉桿,使之由靜止起做勻加速運動并開始計時,若5s末理想電壓表的讀數為0.2V.求:
(1)5s末時電阻上消耗的電功率;
(2)金屬桿在5s末的運動速率;
(3)5s末時外力的功率.
  

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在磁感強度為B=T、方向豎直向下的勻強磁場中,放一個由導線組成的線框abcd,其中ab長0.4m,bc長0.4m,ab這段導線的質量為100g,bc、ad導線的質量忽略不計,線框回路的總電阻為0.16Ω,線框可繞固定不動的cd邊轉動,已知線框abcd從與cd在同一水平面內開始釋放,經過0.4s轉到最低位置求ab到達最低位置時線框中的電流的瞬時值.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖2所示,水平面上固定有平行導軌,磁感應強度為B的勻強磁場方向豎直向下。同種合金做的導體棒ab、cd橫截面積之比為2∶1,長度和導軌的寬均為L,ab的質量為m,電阻為r,開始時ab、cd都垂直于導軌靜止,不計摩擦,F(xiàn)在給ab一個向右的瞬時速度v,在以后的運動中,求cd的最大加速度am是多少?

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