如圖甲所示,空間有Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)兩個(gè)有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向如圖所示.兩磁場(chǎng)區(qū)域之間有寬度為s的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ.a(chǎn)bcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>s)的正方形線框,每邊的電阻為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng),從Ⅰ區(qū)經(jīng)過(guò)Ⅱ區(qū)完全進(jìn)入Ⅲ區(qū),線框ab邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.求:
(1)當(dāng)ab邊在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),dc邊所受安培力的大小和方向;
(2)線框從完全在Ⅰ區(qū)開始到全部進(jìn)入Ⅲ區(qū)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)請(qǐng)?jiān)趫D乙的坐標(biāo)圖中畫出,從ab邊剛進(jìn)入Ⅱ區(qū),到cd邊剛進(jìn)入Ⅲ區(qū)的過(guò)程中,
d、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uda隨時(shí)間t變化的圖線.其中E0=BLv.

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(1)dc邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv     
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線框中的感應(yīng)電流 I=
E
4R

dc邊所受的安培力  F=BIL  
求得F=
B2L2v
4R
,方向水平向左  
(2)ab邊經(jīng)過(guò)Ⅱ區(qū)時(shí),設(shè)電流為I1,所用時(shí)間為t1,產(chǎn)生的熱為Q1
有    I1=
E
4R
t1=
s
v

由焦耳定律 Q1=I1 2?4Rt1,Uda=
1
4
BLv
從ab邊進(jìn)入Ⅲ區(qū)到cd邊進(jìn)入Ⅱ區(qū),設(shè)電流為I2,所用時(shí)間為t2,產(chǎn)生的熱為Q2,則有
 I2=
2E
4R
,t2=
L-s
v

由焦耳定律得  Q2=I2 2?4Rt2,Uda=-
1
4
×2BLv=
1
2
BLv
整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱 Q=2Q1+Q2   
解得,Q=
B2L2v(2L-s)
2R

從cd邊進(jìn)入Ⅱ區(qū)到cd邊進(jìn)入Ⅲ區(qū),Uda=-
1
4
BLv
(3)
畫出d、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uda隨時(shí)間t變化的圖線如圖.
答:
(1)當(dāng)ab邊在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),dc邊所受安培力的大小為
B2L2v
4R
,方向水平向左;
(2)線框從完全在Ⅰ區(qū)開始到全部進(jìn)入Ⅲ區(qū)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱是
B2L2v(2L-s)
2R
;
(3)圖象如圖所示.
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:

如圖甲所示.空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面外,abcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,總電阻為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度υ勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.設(shè)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的位置x=0,x軸沿水平方向向右.求:
(1)從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)在下面的圖乙中,畫出cd兩端電勢(shì)差Ucd隨距離x變化的圖象.其中U0=
14
BLυ
.(不需要分析說(shuō)明)

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如圖甲所示.空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外.a(chǎn)bcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,總電阻值為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.設(shè)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的位置x=0,x軸沿水平方向向右.求:
(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab兩端的電勢(shì)差,并指明哪端電勢(shì)高;
(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)在下面的乙圖中,畫出ab兩端電勢(shì)差Uab隨距離變化的圖象.其中U0=BLv.

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如圖甲所示,空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外.a(chǎn)bcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,總電阻為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.設(shè)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的位置x=0,x軸沿水平方向向右.則ab兩端電勢(shì)差Uab隨距離變化的圖象正確的是(其中U0=BLv)(  )

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如圖甲所示,空間有Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)兩個(gè)有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向如圖所示.兩磁場(chǎng)區(qū)域之間有寬度為s的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ.a(chǎn)bcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>s)的正方形線框,每邊的電阻為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng),從Ⅰ區(qū)經(jīng)過(guò)Ⅱ區(qū)完全進(jìn)入Ⅲ區(qū),線框ab邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.求:
(1)當(dāng)ab邊在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),dc邊所受安培力的大小和方向;
(2)線框從完全在Ⅰ區(qū)開始到全部進(jìn)入Ⅲ區(qū)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)請(qǐng)?jiān)趫D乙的坐標(biāo)圖中畫出,從ab邊剛進(jìn)入Ⅱ區(qū),到cd邊剛進(jìn)入Ⅲ區(qū)的過(guò)程中,
d、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uda隨時(shí)間t變化的圖線.其中E0=BLv.
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(1)當(dāng)ab邊在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),dc邊所受安培力的大小和方向;

(2)線框從完全在Ⅰ區(qū)開始到全部進(jìn)入Ⅲ區(qū)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)請(qǐng)?jiān)趫D乙的坐標(biāo)圖中畫出,從ab邊剛進(jìn)入Ⅱ區(qū),到cd邊剛進(jìn)入Ⅲ區(qū)的過(guò)程中,

d、a兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uda隨時(shí)間t變化的圖線。其中E0 = BLv 。

 

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