在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域II的磁场方向垂直斜面向下,磁场和宽度HP及PN均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,t1时刻ab边刚越GH进入磁场I区域,此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动;t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置,此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g,下列说法中正确的是
A.当ab边刚好越过JP时,导线框具有加速度大小为a=gsinθ |
B.导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4:1 |
C.从t1到t2的过程中,导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少 |
D.从t1到t2的过程中,有![]() |
BD
解析试题分析:线框刚开始进入磁场时,线框处于平衡状态,此时有:mgsinθ=BIL=①,当ab边刚越过JP时,此时线框速度仍为v0,此时有:2BI2L-mgsinθ=ma2 ②,I2=
③,由②③得:
-mgsinθ=ma2 ④,联立①④可得:a=3gsinθ,故选项A错误。
t1时刻,安培力F1=,t2时刻,安培力F2=2BLI3=2BL
=
,由共点力平衡知识可知F1= F2= mgsinθ,解得,v1:v2=4:1,故选项B正确。
从t1到t2过程中,线框的重力势能和动能均减小,根据功能关系得知,线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量与动能的减小量之和,故选项C错误。
根据能量守恒定律得知从t1到t2,线框中产生的电能大小等于线框克服安培力做的功,即E电=,故选项D正确.
考点:导体切割磁感线时的感应电动势,共点力平衡的条件及其应用,电磁感应中的能量转化
科目:高中物理 来源: 题型:单选题
在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中做下列哪些运动时,线圈中能产生感应电流
A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 |
B.线圈沿自身所在的平面做加速运动 |
C.线圈绕任意一条直径做转动 |
D.线圈沿着磁场方向向上移动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B.有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的,大小为υ的初速度向上运动,最远到达a′b′的位置,滑行的距离为s,导体棒的电阻也为R,与导轨的动摩擦因数为μ.下列对导体棒上滑过程的分析,正确的是
A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B.上滑过程中电流做功发出的热量为
C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为
D.通过导体棒的电量为
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,以平面框架宽m,与水平面成
角,上下两端各有一个电阻
,框架其他部分的电阻不计.垂直于框架平面的方向上存在向上的匀强磁场,磁感应强度
T.金属杆
长为
m,质量为
kg,电阻
,与框架的动摩擦因数为
,以初速度
m/s向上滑行,直至上升到最高点的过程中,上端电阻
产生的热量
J.下列说法正确的是
A.上升过程中,金属杆两端点ab间最大电势差为3V |
B.ab杆沿斜面上升的最大距离为2m |
C.上升过程中,通过ab杆的总电荷量为0.2C |
D.上升过程中,电路中产生的总热量30J |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻R、开关S和电池E构成闭合回路.线圈的直流电阻RLR,开关S开始处于闭合状态,电阻两端电压Uab=U0,在t=tl时刻,断开开关S,则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是( )
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左滑动时,电流计指针向右偏转。以下操作也可以使电流计指针向右偏转的是
A. 断开开关的瞬间
B. 闭合开关的瞬间
C. 在开关闭合的情况下,向上移动线圈A的过程中
D. 在开关闭合的情况下,滑动变阻器的滑动端P向右滑动的过程中
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图甲,单匝圆形金属线圈电阻恒定不变,在线圈的圆形区域内有垂直向里的匀强磁场,在时间t内要使线圈中产生大小、方向恒定不变的电流,匀强磁场的磁感应强度应按下列哪种情况变化?( )
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如右图所示,在坐标系xOy中,有边长为a的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处.在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行.t=0时刻,线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i随时间t变化的图线是下图中的( )
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1 m、匝数n=20的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T,线圈的电阻为2 Ω,它的引出线接有8 Ω的小电珠L(可以认为电阻为定值)。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正),求:
(1)线圈运动时产生的感应电流I的大小,并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像(在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正);
(2)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小;
(3)该发电机的输出功率P(摩擦等损耗不计);
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