如圖所示,由六根質(zhì)量不計的導(dǎo)體棒組成一個人字形線圈,放在光滑絕緣水平面上,每根導(dǎo)棒長均為L=1m,線圈總電阻R=0.2Ω,將ad與a/d/用細線OO/拉住,e、f是兩個質(zhì)量都為m=0.1kg光滑轉(zhuǎn)軸,四根傾斜導(dǎo)體棒與水平面成37 0角。人字形線圈在水平面投影區(qū)內(nèi)有兩塊對稱的區(qū)域,豎直向上的勻強磁場B穿過這兩塊區(qū)域。如圖中陰影區(qū)域所示(ad與a/d/恰在磁場中),其他地方?jīng)]有磁場。磁場按B=+0.5t 的規(guī)律變化,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)t=0時水平面對線圈ad邊支持力的大小和此時通過線圈電流大。
(2)經(jīng)過多少時間線圈的ad邊與a/d/ 邊開始運動?
(3)若在磁場力作用下經(jīng)過一段時間,當線圈中產(chǎn)生了Q=1.2J熱量后線圈剛好能完全直立(即ad邊與a/d/ 邊并攏在一起),則在此過程中磁場對線圈總共提供了多少能量?
(4)若人形線圈從直立狀態(tài)又散開,此時磁感強度為B0 =T且不再變化,則ad邊與a/d/再次剛進入磁場時,通過線圈的電流為多大?
(1)對整個線圈以a/d/為轉(zhuǎn)動軸,由力矩平衡有
N×2Lcos37o =2mg×Lcos37o
由上式得 N=mg=0.1×10N=1N 。1分)
V (1分)
A 。1分)
(2)平衡剛被破壞時細線OO/中拉力為零,對半個線圈以e f為轉(zhuǎn)動軸,由力矩平衡有
FA×Lsin37o =N×L cos37o 求得(1分)
由 。1分)
得 (1分)
由關(guān)系式Bt=+0.5t 得(1分)
(3)線圈由平衡被破壞到完全直立過程中機械能的增加量
ΔEP=2mgL(1-sin37o)=2×0.1×10×1×(1-0.6)J=0.8J。1分)
磁場提供的能量 E=ΔEP+Q=(0.8+1.2)J=2J 。1分)
(4)人形線圈從直立狀態(tài)又散開,ad邊與a/d/再次剛進入磁場時,設(shè)兩軸e、f的速度為v(方向豎直向下),ad邊與a/d/邊的速度大小為vx (方向水平)
由動能定理 2mgL(1-cos37o)=2×mv2 。1分)
(1分)
而vx =vctg37o=2×=m/s 。1分)
ad邊與a/d/邊每一條邊的電動勢Eˊ=B0Lvx =V 。1分)
線圈中的電流 Iˊ= (1分)
科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源:2012屆上海市浦東新區(qū)高三第三次模擬考試物理試卷(帶解析) 題型:計算題
如圖所示,由六根質(zhì)量不計的導(dǎo)體棒組成一個人字形線圈,放在光滑絕緣水平面上,每根導(dǎo)棒長均為L=1m,線圈總電阻R=0.2Ω,將ad與a/d/用細線OO/拉住,e、f是兩個質(zhì)量都為m=0.1kg光滑轉(zhuǎn)軸,四根傾斜導(dǎo)體棒與水平面成37 0角。人字形線圈在水平面投影區(qū)內(nèi)有兩塊對稱的區(qū)域,豎直向上的勻強磁場B穿過這兩塊區(qū)域。如圖中陰影區(qū)域所示(ad與a/d/恰在磁場中),其他地方?jīng)]有磁場。磁場按B=+0.5t 的規(guī)律變化,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)t=0時水平面對線圈ad邊支持力的大小和此時通過線圈電流大小;
(2)經(jīng)過多少時間線圈的ad邊與a/d/邊開始運動?
(3)若在磁場力作用下經(jīng)過一段時間,當線圈中產(chǎn)生了Q=1.2J熱量后線圈剛好能完全直立(即ad邊與a/d/邊并攏在一起),則在此過程中磁場對線圈總共提供了多少能量?
(4)若人形線圈從直立狀態(tài)又散開,此時磁感強度為B0 =T且不再變化,則ad邊與a/d/再次剛進入磁場時,通過線圈的電流為多大?
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科目:高中物理 來源:上海模擬題 題型:計算題
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