邊長為L的正方形金屬框在水平恒力作用下,穿過如圖所示的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)寬度為d(d>L),已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框剛好做勻速運(yùn)動(dòng),則線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程和從磁場(chǎng)另一側(cè)穿出過程相比較,說法正確的是(  )
分析:根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,根據(jù)楞次定律的第二種表述:感應(yīng)電流總要阻礙導(dǎo)體與磁體間相對(duì)運(yùn)動(dòng),分析安培力的方向.由焦耳定律求解線框產(chǎn)生的電能.
解答:解:線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程:磁通量增加,根據(jù)楞次定律得知,線框感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向;根據(jù)楞次定律的第二種表述:感應(yīng)電流總要阻礙導(dǎo)體與磁體間相對(duì)運(yùn)動(dòng),則知線框所受的安培力方向向左;產(chǎn)生的電能為 Q=
E2
R
t
=
(BLv)2
R
?
L
v
=
B2L3v
R

線框穿出磁場(chǎng)過程:磁通量減小,根據(jù)楞次定律得知,線框感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針方向;根據(jù)楞次定律的第二種表述:感應(yīng)電流總要阻礙導(dǎo)體與磁體間相對(duì)運(yùn)動(dòng),則知線框所受的安培力方向向左;
線框進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的兩個(gè)過程中,水平恒力做功都是FL,進(jìn)入過程線框做勻速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的電能等于FL.由于線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng),到出磁場(chǎng)時(shí),線框的速度增大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大,所受的安培力增大,線框?qū)⒆鰷p速運(yùn)動(dòng),減小的動(dòng)能也轉(zhuǎn)化為電能,所以出磁場(chǎng)過程產(chǎn)生的電能一定大于進(jìn)磁場(chǎng)過程產(chǎn)生的電能.故AD正確.
故選AD
點(diǎn)評(píng):本題中運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向和安培力方向,也可以根據(jù)左手定則判斷安培力方向.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,有邊長為L的正方形金屬線框abcd,其一條對(duì)角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處.在y軸的右側(cè)的Ⅰ象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合,下邊界與x軸重合,右邊界與y軸平行.t=0時(shí)刻,線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域.取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎,則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流i、ab間的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是如圖中的( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為m、邊長為L的正方形金屬線框,放在傾角為θ的光滑足夠長的斜面的底端,整個(gè)裝置處在與斜面垂直的磁場(chǎng)中,在斜面內(nèi)建立圖示直角坐標(biāo)系,磁感應(yīng)強(qiáng)度在x軸方向分布均勻,在y軸方向分布為B=B0+ky(k為大于零的常數(shù)).現(xiàn)給線框沿斜面向上的初速度v0,經(jīng)時(shí)間t0線框到達(dá)最高點(diǎn),然后開始返回,到達(dá)底端前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng),速度大小為v0/4.已知線框的電阻為R,重力加速度為g.求:
(1)線框從開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中,線框中產(chǎn)生的熱量;
(2)線框在底端開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大;
(3)線框上升的最大高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,邊長為l的正方形金屬線框,以一定的速度進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直.當(dāng)線框恰好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),穿過該線框的磁通量為
Bl2
2
Bl2
2
,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)?!--BA-->
逆時(shí)針
逆時(shí)針
(選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2011?天門二模)圖1是示波管的原理圖,它由電子槍、熒光屏和兩對(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極XX′、YY′組成.偏轉(zhuǎn)電極的極板都是邊長為l的正方形金屬板,每對(duì)電極的兩個(gè)極板間距都為d.電極YY′的右端與熒光屏之間的距離為L.這些部件處在同一個(gè)真空管中.電子槍中的金屬絲加熱后可以逸出電子,電子經(jīng)加速電極間電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極間,兩對(duì)偏轉(zhuǎn)電極分別使電子在兩個(gè)相互垂直的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn).熒光屏上有xoy直角坐標(biāo)系,x軸與電極XX′的金屬板垂直(其正方向由X′指向X),y軸與電極YY′的金屬板垂直(其正方向由Y′指向Y).已知電子的電量為e,質(zhì)量為m.可忽略電子剛離開金屬絲時(shí)的速度,并不計(jì)電子之間相互作用力及電子所受重力的影響.
(1)若加速電極的電壓為U0,兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極都不加電壓時(shí),電子束將沿直線運(yùn)動(dòng),且電子運(yùn)動(dòng)的軌跡平行每塊金屬板,并最終打在xoy坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn).求電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)前瞬間速度的大。
(2)若再在偏轉(zhuǎn)電極YY′之間加恒定電壓U1,而偏轉(zhuǎn)電極XX′之間不加電壓,求電子打在熒光屏上的位置與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離;
(3)(i)若偏轉(zhuǎn)電極XX′之間的電壓變化規(guī)律如圖2所示,YY′之間的電壓變化規(guī)律如圖3所示.由于電子的速度較大,它們都能從偏轉(zhuǎn)極板右端穿出極板,且此過程中可認(rèn)為偏轉(zhuǎn)極板間的電壓不變.請(qǐng)?jiān)趫D4中定性畫出在熒光屏上看到的圖形;
(ii)要增大屏幕上圖形在y方向的峰值,若只改變加速電極的電壓U0、YY′之間電壓的峰值Uy、電極XX?之間電壓的峰值Ux三個(gè)量中的一個(gè),請(qǐng)說出如何改變這個(gè)物理量才能達(dá)到目的.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?淮安二模)如圖所示,abcd是傾角為θ的光滑絕緣斜面.有邊界的寬度為l的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直斜面,圖中與斜面底邊cd平行的虛線為有界磁場(chǎng)的邊界線.在斜面上有一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形金屬線框,線框底邊與磁場(chǎng)邊界線平行,相距s.將線框從靜止開始釋放,沿斜面滑下,線框底邊始終與斜面底邊平行.線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),由于安培力的作用,恰好做勻速運(yùn)動(dòng).已知θ=30°,m=20g,R=2.7Ω,L=60cm,s=90cm,重力加速度g=10m/s2.試求:
(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(2)若線框的下邊通過磁場(chǎng)的時(shí)間為0.4s,則磁場(chǎng)區(qū)域的寬度l為多少?

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