如圖所示,在光滑的水平面上,有豎直向下的勻強磁場,分布在寬度為L的區(qū)域里,現(xiàn)有一邊長為a(a<L)的正方形閉合線圈剛好能穿過磁場,則線框在滑進磁場過程中產(chǎn)生的熱量Q1與滑出磁場過程中產(chǎn)生的熱量Q2之比為  (    )
A.1:1B.2:1  C.3:1D.4:1
C
線框因做切割磁感線運動而受到向左的安培力。因而速度逐漸減小,安培力也減小,線框做加速度減小的減速運動直到滑進磁場,由于安培力做負功,故線框在滑進磁場過程中產(chǎn)生的熱量Q1。因為<L,線框全部滑進磁場后開始做勻速運動,直到剛要滑出磁場為止。當線框開始滑出磁場,同樣線框因做切割磁感線運動而受到向左的安培力。速度逐漸減小,安培力也隨之減小,線框做加速度減小的減速運動直到剛好滑出磁場,即速度剛好為零。由于安培力做負功,在線框在滑出磁場過程中產(chǎn)生的熱量Q2
設磁場磁感應強度為B,線框電阻為R,剛好完全滑進磁場時速度為v,在此過程中線框因受到安培力產(chǎn)生的平均沖量。線框橫截面通過的電量:△Q= 
即在線框在滑進磁場過程中:,①
在磁場中,Q=         ②
所以, = B   ③
在線框在滑出磁場過程中,同樣有:  =B ④
 ⑤聯(lián)立④⑤兩式, 得:
所以,在線框完全滑進磁場過程中產(chǎn)生的熱量:
在線框完全滑出磁場過程中產(chǎn)生的熱量:
得   
故答案選C
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,質量m=6.0×10-3kg,邊長L=0.20m,電阻R=1.0歐的正方形單匝金屬線框abcd,置于傾角30°的絕緣斜面上,ab邊沿著水平方向,線框的下半部分處于垂直斜面向上的勻強磁場中,磁感應強度B隨時間t按圖乙所示的規(guī)律周期性變化,線框在斜面上始終保持靜止,g=10,求

(1)在2.0×10-2s~4.0×10-2s時間內線框中產(chǎn)生感應電流的大小
(2)在t=3.0×10-2s時間內線框受到斜面的摩擦力的大小和方向。
(3)一個周期內感應電流在線框中產(chǎn)生的平均電功率

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖A、B是兩個完全相同的線圈,在距地面同一高度處由靜止同時釋放,M、N是兩個完全相同的勻強磁場M距地面的高度比B高些,線圈下落過程中線圈平面始終與磁場方向垂直,則:(     )

A、A落地時速度大          B、B落地時速度大
C、落地時速度一樣大        D、都有可能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩根相距為d的足夠長的平行金屬導軌位于水平xOy平面內,左端接有阻值為R的電阻,其他部分的電阻均不計。在x>0的一側存在垂直xOy平面且方向豎直向下的穩(wěn)定磁場,磁感強度大小按B=kx規(guī)律變化(其中k是一大于零的常數(shù))。一根質量為m的金屬桿垂直跨擱在光滑的金屬導軌上,兩者接觸良好. 當t =0時直桿位于x=0處,其速度大小為v0,方向沿x軸正方向,在此后的過程中,始終有一個方向向左的變力F作用于金屬桿,使金屬桿的加速度大小恒為a,加速度方向一直沿x軸的負方向。求:
(1)閉合回路中感應電流持續(xù)的時間有多長?
(2)當金屬桿沿x軸正方向運動的速度為時,閉合回路的感應電動勢多大?此時作用于金屬桿的外力F多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖1所示,一圓形線圈位于隨時間t變化的勻強磁場中,磁感應強度B隨t變化規(guī)律如圖2所示,以i表示線圈中的感應電流,以圖1中線圈上箭頭所示方向為電流的正方向,以垂直紙面向里的磁場方向為正,則以下的i-t圖像中正確的是:

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

磁懸浮列車是一種高速運載工具,它由兩個系統(tǒng)組成。一是懸浮系統(tǒng),利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力。另一是驅動系統(tǒng),即利用磁場與固定在車體下部的感應金屬線圈相互作用,使車體獲得牽引力,圖22就是這種磁懸浮列車電磁驅動裝置的原理示意圖。即在水平面上有兩根很長的平行軌道PQ和MN,軌道間有垂直軌道平面的勻強磁場B1和B2,且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B。列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd(列車的車廂在圖中未畫出),車廂與線圈絕緣。兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長均為L,兩磁場的寬度均與線圈的ad邊長相同。當兩磁場Bl和B2同時沿軌道方向向右運動時,線圈會受到向右的磁場力,帶動列車沿導軌運動。已知列車車廂及線圈的總質量為M,整個線圈的總電阻為R。
(1)假設用兩磁場同時水平向右以速度v0作勻速運動來起動列車,為使列車能隨磁場運動,列車所受的阻力大小應滿足的條件;
(2)設列車所受阻力大小恒為f,假如使列車水平向右以速度v做勻速運動,求維持列車運動外界在單位時間內需提供的總能量;
(3)設列車所受阻力大小恒為f,假如用兩磁場由靜止開始向右做勻加速運動來起動列車,當兩磁場運動的時間為t1時,列車正在向右做勻加速直線運動,此時列車的速度為v1,求兩磁場開始運動到列車開始運動所需要的時間t0。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖12-16所示,橫截面為矩形的管道中,充滿了水銀,管道的上下兩壁為絕緣板,前后兩壁為導體板(圖中斜線部分),兩導體板被一導線cd短路。管道的高度為a,寬度為b,長度為L。當加在管道兩端截面上的壓強差為P,水銀沿管道方向自左向右流動時,作用在這段水銀上的粘滯阻力f與速度成正比,即:f=kv.

(1)水銀的穩(wěn)定流速v1為多大?
(2)將管道置于一勻強磁場中,磁場與絕緣壁垂直,磁感應強度為B,方向向上,此時水銀的穩(wěn)定流速v2又是多大?(已知水銀的電阻率為ρ,磁場只存在于管道所在的區(qū)域,不考慮管道兩端之外水銀對電路的影響。)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(1 5分)如圖所示,abcd一個邊長為L,電阻為R的正方形金屬線框,從圖示位置自由下落,下落L后開始進入寬度也為L、磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場且恰好勻速下落。磁場的正下方2L處還有一個寬度未知、磁感應強度大小未知、方向垂直紙面向外的水平條形有界勻強磁場(如圖),金屬線框abcd穿過這個磁場時也恰好做勻速直線運動。已知線框在穿過磁場的過程中產(chǎn)生的電能全部轉化為焦耳熱。求:

(1)未知磁場的磁感應強度大小;
(2)線框在穿過這兩個磁場的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱;
(3)定性畫出線框中的電流 I 隨線框下落的高度h變化的I--h圖象(規(guī)定順時針方向為電流正方向)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示正方形金屬線框abcd,邊長L=2.5m、質量m=0.5kg、各邊電阻均為1Ω。其水平放置在光滑絕緣的水平面上,它的ab邊與豎直向上的勻強磁場邊界MN重合,磁場的磁感應強度B=0.8T,F(xiàn)在水平拉力F作用下由靜止開始向左運動,經(jīng)過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框的速度隨時間變化的圖象vtt如乙圖所示,在金屬線框被拉出磁場的過程中。求:
(1)4s末線框cd邊的電壓大;
(2)4s末水平拉力F的大。
(3)已知在這5s內拉力F做功1.92J,那么在此過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

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