如圖所示,一正方形平面導(dǎo)線框,經(jīng)―條不可伸長(zhǎng)的絕緣輕繩與另―正方形平面導(dǎo)線框相連,輕繩繞過兩等高的輕滑輪,不計(jì)繩與滑輪間的摩擦。兩線框位于同一豎直平面內(nèi),邊和邊是水平的。兩線框之間的空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域的上、下邊界MN和PQ均與邊及邊平行,兩邊界間的距離為h=78.40 cm。磁場(chǎng)方向垂直線框平面向里。已知兩線框的邊長(zhǎng)均為l=40.00 cm,線框的質(zhì)量為m1=0.40 kg,電阻為R1=0.80 。線框的質(zhì)量為m2=0.20 kg,電阻為R2=0.40 ,F(xiàn)讓兩線框在磁場(chǎng)外某處開始釋放,兩線框恰好同時(shí)以速度v=1.20 m/s勻速地進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,不計(jì)空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2。求:

(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

(2) 邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí),線框中電流強(qiáng)度的大小。

解:(1)在兩線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),兩線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為:

兩線框中的感應(yīng)電流分別為

邊及邊受到的安培力大小分別為;

設(shè)此時(shí)輕質(zhì)繩中的拉力為T,兩線框處于平衡狀態(tài),有

由以上各式,解得

(2)當(dāng)兩線框完全在磁場(chǎng)中時(shí),兩線框中均無感應(yīng)電流,兩線框均做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)線框的邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)兩線框的速度大小為,有機(jī)械能守恒定律,得

代入數(shù)據(jù)得

設(shè)邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí),線框中的電流強(qiáng)度的大小為I,則

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(2006?鹽城一模)如圖所示,間距為d的兩平行板之間有方向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),正方形容器abcd內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),O為ab邊的中點(diǎn),ab邊緊靠平行板.有兩個(gè)質(zhì)量均為m,電量均為q的帶電粒子P1和P2在小孔處以初速度為零先后釋放.P1經(jīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后,從O處垂直正方形的ab邊進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,每一次和邊碰撞時(shí)速度方向都垂直于被碰的邊,當(dāng)P1剛好回到O處時(shí)與后釋放的P2相碰,以后P1、P2都在O處相碰.假設(shè)所有碰撞過程均無機(jī)械能損失.
(1)若在一個(gè)循環(huán)中P1和bc邊只碰撞3次,求正方形的邊長(zhǎng).
(2)若P1和P2在小孔O處剛碰撞后,立即改變平行板內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度和正方形容器內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,使P1不再與ab邊碰撞,但仍和P2在O處碰撞.則電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分別變?yōu)樵瓉淼膸妆叮?/div>

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(2009?松江區(qū)二模)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.1m的正方形金屬線框abcd,質(zhì)量m=0.1㎏、總電阻R=0.02Ω,從高為h=0.2m處自由下落(金屬線框abcd始終在豎直平面上且ab水平)線框下有一水平的有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),豎直寬度L=0.1m.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,方向如圖所示.試求:
(1)分析線框ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況
(2)線框穿過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的熱
(3)全程通過a點(diǎn)截面的電量
(4)在如圖坐標(biāo)中畫出線框從開始下落到dc邊穿出磁場(chǎng)的速度與時(shí)間的圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在Oxy平面的ABCD區(qū)域內(nèi).存在一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域I,場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿z軸正方向;和一個(gè)邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=
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5
2mE
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,方向垂直于紙面向外.m、e為電子的質(zhì)量和電荷量(不計(jì)電子所受重力).現(xiàn)將電子在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放.試求:
(1)電子離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小
(2)電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)
(3)若將一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、由光滑絕緣壁圍成的正方形容器置于區(qū)域Ⅱ,在其邊界MN正中央開有一小孔 S,電子將從S孔水平射入容器中.撤去磁場(chǎng)B,在容器內(nèi)部所在區(qū)域內(nèi)重新加上一垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.,使電子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍能從S孔射出(粒子與絕緣壁碰撞時(shí)無能量和電量損失),則Ⅱ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.的大小應(yīng)滿足什么條件?

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(1)電子離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小
(2)電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)
(3)若將一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、由光滑絕緣壁圍成的正方形容器置于區(qū)域Ⅱ,在其邊界MN正中央開有一小孔 S,電子將從S孔水平射入容器中.撤去磁場(chǎng)B,在容器內(nèi)部所在區(qū)域內(nèi)重新加上一垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.,使電子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍能從S孔射出(粒子與絕緣壁碰撞時(shí)無能量和電量損失),則Ⅱ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.的大小應(yīng)滿足什么條件?

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