首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
导体切割磁感线时的感应电动势
> 正文
返回
打印
如图所示,绝缘细绳绕过轻滑轮连接着质量为m的正方形导线框和质量为M的物块,导线框的边长为L、电阻为R.物块放在光滑水平面上,线框平面竖直且ab边水平,其下方存在两个匀强
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示,绝缘细绳绕过轻滑轮连接着质量为m的正方形导线框和质量为M的物块,导线框的边长为L、电阻为R.物块放在光滑水平面上,线框平面竖直且ab边水平,其下方存在两个匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,方向水平但相反,Ⅰ区域的高度为L,Ⅱ区域的高度为2L. 开始时,线框ab边距磁场上边界PP′的高度也为L,各段绳都处于伸直状态,把它们由静止释放,运动中线框平面始终与磁场方向垂直,M始终在水平面上运动,当ab边刚穿过两磁场的分界线QQ′进入磁场Ⅱ时,线框做匀速运动,不计滑轮处的摩擦.求:
(1)ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框的速度大小;
(2)cd边从PP′位置运动到QQ′位置过程中,通过线圈导线某横截面的电荷量;
(3)ab边从PP′位置运动到NN′位置过程中,线圈中产生的焦耳热.
◎ 答案
(1)对线框和物块组成的整体,由机械能守恒定律
mgL=
1
2
(mm+M)v
1
2
v
1
=
2mgL
m+M
(2)线框从Ⅰ区进入Ⅱ区过程中,
△Φ=Φ
2
-Φ
1
=2BL
2
E=
△Φ
△t
I=
E
R
通过线圈导线某截面的电量:q=I△t=
2
BL
2
R
(3)线框ab边运动到位置NN′之前,线框只有ab边从PP′位置下降2L的过程中才有感应电流,设线框ab边刚进入Ⅱ区域做匀速运动的速度是v
2
,线圈中电流为I
2
,
I
2
=
E
R
=
2B
Lv
2
R
此时M、m均做匀速运动,2BI
2
L=mg
v
2
=
mgR
4B
2
L
2
根据能量转化与守恒定律,mg?3L=
1
2
(m+M)v
2
2
+Q
则线圈中产生的焦耳热为:Q=3mgL-
(M+m
)m
2
g
2
R
2
3
2B
4
L
4
答:(1)ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框的速度大小是
2mgL
m+M
.
(2)cd边从PP′位置运动到QQ′位置过程中,通过线圈导线某横截面的电荷量是
2
BL
2
R
.
(3)ab边从PP′位置运动到NN′位置过程中,线圈中产生的焦耳热是
(M+m
)m
2
g
2
R
2
3
2B
4
L
4
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,绝缘细绳绕过轻滑轮连接着质量为m的正方形导线框和质量为M的物块,导线框的边长为L、电阻为R.物块放在光滑水平面上,线框平面竖直且ab边水平,其下方存在两个匀强…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【牛顿第二定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/450093.html
十二生肖
十二星座