如圖，在水平地面MN上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，上邊界EF距離地面的高度H=0.7m．正方形金屬線框abcd的質(zhì)量m=0.1kg、邊長(zhǎng)L=0.1m，總電阻R=0.02Ω，線框的ab邊距離EF上方h=0.2m處由靜止開始自由下落，abcd始終在豎直平面內(nèi)且ab保持水平．求線框從開始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛要落地的過程中（g取10m/s2）：
（1）線框產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）通過線框截面的電量q；
（3）通過計(jì)算畫出線框運(yùn)動(dòng)的v～t圖象．
（1）當(dāng)線圈ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為：v1=
2gh
=2m/s
產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv1=0.2V
安培力為：F=BLI=BL
E
R
=1N
線圈cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)前F=G，線圈做勻速運(yùn)動(dòng)，由能量關(guān)系可知焦耳熱為：
Q=mgL=0.1J
（2）ab切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv1
電流是：I=
E
R

通過a點(diǎn)電量：Q=It=
E
R
L
v1
=
BLv1L
Rv1
=
BL
R
2=
1×0.01
0.02
=0.5C
（3）由解（1）可知，線圈自由落下的時(shí)間：t1=
2h
g
=0.2s
在磁場(chǎng)內(nèi)勻速v=v1時(shí)間：t2=
L
v1
=0.05s
完全進(jìn)入磁場(chǎng)后到落地運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3，則有：H-l=v1t3+
1
2
g
t23
t3=0.2s
圖象如右

答：（1）線框產(chǎn)生的焦耳熱Q為0.1J；
（2）通過線框截面的電量q為0.5C；
（3）通過計(jì)算畫出線框運(yùn)動(dòng)的v～t圖象如上圖所示．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，下列說法中正確的是（　�。�
A．線圈中一定有感應(yīng)電流
B．線圈中一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟磁通量的變化成正比
D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟線圈的電阻有關(guān)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，若通過線圈平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖甲所示，且線圈面積不變，則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系可用圖乙中哪一個(gè)選項(xiàng)表示（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

電子感應(yīng)加速器是利用變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)來加速電子的．在圓形磁鐵的兩極之間有一環(huán)形真空室，用交變電流勵(lì)磁的電磁鐵在兩極間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而在環(huán)形室內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)，使電子加速．被加速的電子同時(shí)在洛倫茲力的作用下沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)．設(shè)法把高能電子引入靶室，能使其進(jìn)一步加速．在一個(gè)半徑為r=0.84m的電子感應(yīng)加速器中，電子在被加速的4.2ms內(nèi)獲得的能量為120MeV．這期間電子軌道內(nèi)的高頻交變磁場(chǎng)是線性變化的，磁通量從零增到1.8Wb，求電子共繞行了多少周？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一個(gè)質(zhì)量m=16g，長(zhǎng)d=0.5m，寬L=0.1m，電阻R=0.1Ω的矩形線框從高處自由落下，經(jīng)過5m高度，下邊開始進(jìn)入一個(gè)跟線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．已知磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2=1.55m，線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好勻速下落．求：
（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？
（2）線框下邊將要出磁場(chǎng)時(shí)的速率；
（3）線框下邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小和方向．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s，設(shè)插入方式相同，試求：
（1）兩次線圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比？
（2）兩次線圈之中電流之比？
（3）兩次通過線圈的電量之比？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖在金屬線框的開口處，接有一個(gè)10μF的電容器，線框置于一個(gè)方向與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度以5×10-3T/s的速率增加，如果已知線框面積為102m2，則電容器上板帶______電，下板帶______電，電容器帶的電量為______C．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，半徑為r的n匝圓形線圈套在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形abcd之外，勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅在正方形區(qū)域內(nèi)且垂直穿過正方形所在平面，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以
△B
△t
的變化率均勻變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為（　�。�
A．πr2?
△B
△t
B．L2?
△B
△t
C．nπr2?
△B
△t
D．nL2?
△B
△t

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑導(dǎo)體框架的兩個(gè)平行導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.6m，導(dǎo)軌間接有定值電阻R=2Ω，框架平面與水平面之間的夾角為θ=37°，不計(jì)導(dǎo)體框架的電阻．整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T．導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為r=1Ω，垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，當(dāng)導(dǎo)體棒下滑距離為x=3.75m時(shí)速度達(dá)到v=4m/s．求：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37=0.8）
（1）導(dǎo)體棒ab下滑的最大加速度；
（2）導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度；
（3）導(dǎo)體棒速度增加到4m/s過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量．

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