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有一半径为R,电阻率为ρ,密度为d的均匀圆环落入磁感应强度B的径向磁场中,圆环的截面的半径为r(r<<R)。如图所示,当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v,则
A.此时整个圆环的电动势
B.忽略电感的影响,此时圆环的电流
C.此时圆环的加速度
D.如果径向磁场足够长,则圆环的最大速度
BD

试题分析:在下落过程是,线圈切割磁感线产生的电动势为,A错。
根据闭合电路欧姆定律,B对。
此刻所受安培力为化简则,加速度为,所以C错。
当物体下落时,速度变快,因此安培力F变大,根据牛顿第二定律可知加速度变小,直到加速度a为零时获得最大速度。,其中,代入化简则,D正确。
点评:本题有一定难度,本题中切割磁感线的有效长度为圆的周长而不是圆的直径。在圆环下落时,速度在变而导致感应电流发生变化,最后导致安培力也变,通过动态分析物体运动过程找出稳定条件。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

边长为L的正方形单匝线圈abcd,每条边的电阻均为R,以cd边为轴以角速度ω在磁感应强度为B的磁场中从图示位置匀速转动,cd两端接有一个阻值也为R的电阻。

求:
(1)线圈产生的感应电动势的表达式
(2)经过t秒,电阻上产生的焦耳热是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距l=0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当abv=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:

(1)ab棒中感应电动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,间距为L的光滑水平金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,一端接阻值为R的电阻.质量为m的导体棒放置在导轨上,其电阻为R0。在拉力F作用下从t=0的时刻开始运动,其速度随时间的变化规律为vvmsinωt,不计导轨电阻.求:

(1)从t=0到t=时间内电阻R产生的热量.
(2)从t=0到t=时间内拉力F所做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,AB、CD是水平放置的光滑导轨,轨距为L=0.5m,两轨间接有电阻R=4Ω,另有一金属棒PQ恰好横跨在导轨上,并与导轨保持良好接触。已知PQ棒的电阻为1Ω,其它电阻不计。若整个装置处在B=0.5T、方向垂直向里的匀强磁场中,现将PQ棒以V=10m/s的速度水平向右作匀速运动。

求:(1)PQ棒产生的感应电动势大小EPQ
(2)维持PQ棒作匀速运动所需水平外力的大小和方向。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个正方形单匝线圈abcd,边长为L,线圈每边的电阻均为R,以恒定速度v通过一个宽度为2L的匀强磁场区,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。下列ABCD图中能正确反映ab两端电压Uab随时间t变化关系的是(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每条边长均为,它在磁感应强度为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,角速度为,导线在两处通过电刷与外电路连接。设外电路电阻为,其余电阻忽略不计,则整个回路的功率为
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场,然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后进入没有磁场的右边空间,如图所示.若B1=2B2,方向均始终和线圈平面垂直,则在所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是(电流以逆时针方向为正)                                      

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨,第一次用恒定的拉力F作用下由静止开始向右运动,稳定时速度为2v,第二次保持拉力的功率P恒定,由静止开始向右运动,稳定时速度为3v(除R外,其余电阻不计,导轨光滑),在两次金属棒ab速度为v时加速度分别为a1、a2,则
A.a1a2B.a1a2
C.a1a2D.a1a2

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