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精英家教网如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界.线框在恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行.当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动,求:
(1)线框刚进入磁场时ab边产生的感应电动势的大小为E;
(2)在线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差;
(3)在线框进入磁场的过程中恒力所做的功.
分析:(1)根据感应电动势公式E=BLv求出感应电动势的大小E.
(2)ab边切割磁感线,相当于电源,ab间的电压是路端电压,根据欧姆定律求解.
(3)线框进入过程做匀速运动,恒力F所做的功等于线圈中产生的焦耳热,根据功能关系求出功.
解答:解:(1)线框刚进入磁场时ab边产生的感应电动势为 E=BLv0
(2)线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差由欧姆定律得:Uab=E-I?rab=BLv0-
BLv0
R
?
R
4
=
3
4
BLv0

(3)线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E=BLv0电路中的总电功率为 P=
E2
R

线圈中产生的热量 Q=Pt=P
L
v0

联解可得:Q=
B2L3v0
R

而由于线框匀速运动,根据功能关系有,W=Q=
B2L3v0
R

答:(1)线框刚进入磁场时ab边产生的感应电动势的大小为BLv0
(2)在线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差为
3
4
BLv0

(3)在线框进入磁场的过程中恒力所做的功为
B2L3v0
R
点评:本题是电磁感应与电路、力学等知识的综合应用.第(3)问也可根据焦耳定律求解:Q=I2Rt,t=
L
v0
,I=
E
R
=
BLv0
R
,代入解得.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b,a球质量为2m、带电量为+q,b球质量为m、带电量为+2q,两球相距较远且相向运动.某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v,由于静电斥力的作用,它们不会相碰.则下列叙述正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?汕头一模)如图所示,在光滑绝缘水平面上,不带电的绝缘小球P2静止在O点.带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域.随后与P2发生正碰后反弹,反弹速度为
2
3
v0.从碰撞时刻起在AB区域内加上一个水平向右,电场强度为E0的匀强电场,并且区域外始终不存在电场.P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量为m2=5m1,A、O间距为L0,O、B间距为L=
4L0
3
,已知
qE0
m1
=
4v02
3L0

(1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间.
(2)判断两球能否在OB区间内再次发生碰撞.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界.线框在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行.当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动.在线框进入磁场的过程中,
(1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少?
(2)求线框a、b两点的电势差.
(3)求线框中产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷M、N,分别固定在A、B两点,O为AB连线的中点,CD为AB的垂直平分线.在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,P在CD连线上做往复运动.若(  )
A、小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小B、小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中周期不断减小D、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中振幅不断减小

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在光滑绝缘水平面上有直角坐标系xoy,将半径为R=0.4m,内径很小、内壁光滑、管壁极薄的圆弧形绝缘管AB水平固定在第二象限内,它的A端和圆心O′都在y轴上,B端在x轴上,O′B与y轴负方向夹角θ=60°.在坐标系的第一、四象限不同区域内存在着四个垂直于水平面的匀强磁场,a、b、c为磁场的理想分界线,它们的直线方程分别为a:y=0.2;b:y=-0.1;c:y=-0.4;在a、b所围的区域Ⅰ和b、c所围的区域Ⅱ内的磁感应强度分别为B1、B2,第一、四象限其它区域内磁感应强度均为B0.当一质量m=1.2×10-5kg、电荷量q=1.0×10-6C,直径略小于绝缘管内径的带正电小球,自绝缘管A端以v=2.0×10-2 m/s的速度垂直y轴射入管中,在以后的运动过程中,小球能垂直通过c、a,并又能以垂直于y轴的速度进入绝缘管而做周期性运动.求:
(1)B0的大小和方向;
(2)B1、B2的大小和方向;.
(3)在运动的一个周期内,小球在经过第一、四    象限的过程中,在区域Ⅰ、Ⅱ内运动的时间与在区域Ⅰ、Ⅱ外运动的时间之比.

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