精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
如圖所示，磁感應強度大小為B，垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域在x方向上的寬度為α，其右側有磁感應強度的大小為2B，垂直紙面向外的勻強磁場區(qū)域，在x方向上的寬度也為α，一邊長為α、電阻為4R的正方形導線框ABCD在外力作用下，若從圖示位置沿+x方向以速度v勻速穿過兩磁場區(qū)域的過程中，則（　�。�
A．導線框中的感應電流方向始終不變
B．外力方向開始沿+x方向，接著沿-x方向，再沿+x方向
C．外力對線框做功為
7B2α3v
2R
D．通過線框中的電量為
Ba2
R

A、線框進入磁場時，根據楞次定律知感應電流沿逆時針方向；線框通過兩磁場交界處時，根據右手定則可知感應電流沿順時針方向；線框出磁場時，磁通量減小，感應電流沿順時針方向；故A錯誤．
B、根據楞次定律知：安培力總是阻礙導體與磁場間的相對運動，可知線框受到安培力方向總是沿-x，由于線框勻速運動，外力與安培力平衡，則知外力方向總是沿+x方向．故B錯誤．
C、線框進入磁場過程，產生的感應電動勢為：E1=Bav，產生的焦耳熱為：
Q1=
E21
4R
t1=
(Bav)2
4R
?
a
v
=
B2a3v
4R
；
通過兩磁場交界處時，產生的感應電動勢為：E2=Bav+2Bav=3Bav，產生的焦耳熱為：
Q2=
E22
4R
t2=
(3Bav)2
4R
?
a
v
=
9B2a3v
4R
；
線框穿出磁場過程產生熱量與進入時產生的熱量相同，所以產生的總熱量為為：
Q=2Q1+Q2=
11B2a3v
4R
，
由于線框勻速運動，外力做的功等于產生的焦耳熱，則外力做功為：
W=Q=
11B2a3v
4R
，故C錯誤．
D、線框進入磁場過程，感應電流方向沿逆時針方向，通過線框的電量為：q1=
△Φ1
4R
=
Ba2
4R
；
通過兩磁場交界處時，感應電流沿順時針方向；通過線框的電量為：q2=
2Ba2+Ba2
4R
=
3Ba2
4R
；
線框穿出磁場過程，感應電流沿順時針方向；通過線框的電量為：q3=
2Ba2
4R
；
則通過線框中的電量為：q=q2+q3-q1=
Ba2
R
，故D正確．
故選：D
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

金屬桿ABC處于磁感強度B=0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里（如圖所示）．已知AB=BC=20cm，當金屬桿在圖中標明的速度方向運動時，測得A、C兩點間的電勢差是3.0V，則可知移動速度v=______．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質量m為0.1kg的導體棒MN上升，導體棒的電阻R為1Ω，架在豎直放置的框架上，它們處于磁感應強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向與框架平面垂直．當導體棒上升h=3.8m時，獲得穩(wěn)定的速度，導體棒上產生的熱量為2J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數分別為7V、1A，電動機內阻r為1Ω，不計框架電阻及一切摩擦，求：
（1）電動機的輸出功率：
（2）導體棒達到穩(wěn)定時的速度
（3）導體棒從靜止到達穩(wěn)定速度所需要的時間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，水平面中的平行導軌P、Q相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩極板分別相連，直導線ab放在P、Q上與導軌垂直相交并且沿導軌滑動，磁感應強度為B的勻強磁場豎直向下穿過導軌面．閉合開關S，若發(fā)現與導軌P相連的電容器極板上帶負電荷，則ab向______沿導軌滑動（填“左”、“右”）；如電容器的帶電荷量為q，則ab滑動的速度v=______．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，固定于水平面的U型金屬導軌abcd，電阻不計，導軌間距L=1.0m，左端接有電阻R=2Ω．金屬桿PQ的質量m=0.2Kg，電阻r=1Ω，與導軌間動摩擦因數μ=0.2，滑動時保持與導軌垂直．在水平面上建立x0y坐標系，x≥0的空間存在豎直向下的磁場，磁感應強度僅隨橫坐標x變化．金屬桿受水平恒力F=2.4N的作用，從坐標原點開始以初速度v0=1.0m/s向右作勻加速運動，經t1=0.4s到達x1=0.8m處，g取10m/s2．
求：
（1）磁感應強度與橫坐標x應滿足的關系；
（2）金屬桿運動到x1處，PQ兩點間的電勢差；
（3）金屬桿從開始運動到B=
3
2
T處的過程中克服安培力所做的功．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩根足夠長的豎直光滑平行金屬導軌相距為L1=0.1m，導軌下端通過導線連接阻值R=0.4Ω的電阻．質量為m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金屬棒ab與導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處于垂直導軌平面向外的均勻變化的勻強磁場中．
（1）若金屬棒距導軌下端為L2=0.2m，磁場隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，為保持金屬棒靜止，試求作用在金屬棒中央、沿豎直方向的外力隨時間變化的關系式；
（2）若所加勻強磁場的磁感應強度大小恒為B′，通過恒定功率Pm=6W的豎直向上的拉力使棒從靜止開始向上運動，棒向上運動的位移隨時間變化的情況如圖丙所示，圖中OA段為曲線，AB段為直線，其反向延長線與t軸的交點坐標為（0.6，0）．試求磁感應強度B′的大小和變速運動階段在電阻R上產生的熱量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，P、Q為水平面內平行放置的光滑金屬長直導軌，間距為L=30cm，處在豎直向下、磁感應強度大小為B=10T的勻強磁場中．一導體桿ef垂直于P、Q放在導軌上，在外力作用下向左以v=8m/s做勻速直線運動．現有一質量為m=0.64Kg、每邊電阻為r=10Ω、邊長為s=20cm的正方形金屬框abcd用一個插銷拴著，固定置于豎直平面內，兩頂點a、b通過細導線與導軌相連，磁感應強度大小也為B=10T的勻強磁場垂直金屬框向里，不計其余電阻和細導線對a、b點的作用力，g=10m/s2求：
（1）通過ab邊的電流Iab
（2）導體桿ef所受外力F的大小；
（3）通過計算說明，拔掉插銷后，金屬框abcd處于什么運動狀態(tài)？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，光滑金屬導軌互相平行，間距為L，導軌平面與水平面夾角為θ．放在一個范圍較大的豎直向上的磁感強度為B的勻強磁場中．將一根質量為m的金屬棒ab垂直導軌擱在導軌上．當ab最后在導軌上以v勻速下滑時，與導軌相連的小燈炮D正好正常發(fā)光，若不計導軌、金屬棒ab的電阻，則D的額定功率為多少？燈絲此時的電阻為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，相距L=1m、電阻不計的平行光滑長金屬導軌固定在絕緣水平面上，兩導軌左端間接有阻值R=2Ω的電阻，導軌所在足夠長區(qū)域內加上與導軌所在平面垂直的勻強磁場，磁感應強度大小B=1T．現有電阻r=1Ω，質量m=1kg的導體棒ab垂直導軌放置且接觸良好，當導體棒ab以速度v=12m/s從邊界MN進入磁場后．
（1）求棒ab剛進入磁場時的加速度大��；
（2）棒ab進入磁場一段距離后，速度大小變?yōu)?m/s，求從進入磁場到此時的過程中電阻R產生的焦耳熱為多少；
（3）求棒ab最終停的位置．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案