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(18分)一磁感强度为的有界匀强磁场区域如图甲所示,质量为m,电阻为R的矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外.从时刻磁场的磁感应强度开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,其运动的图象如图乙所示,图中斜向虚线为过0点速度曲线的切线,数据由图中给出.不考虑重力影响:求:

⑴ 线圈中感应电流的方向

⑵ 线圈的最大加速度

⑶ 磁场中磁感应强度的变化率

⑷ t3时刻回路的电功率P.

⑴ 感应电流为逆时针方向

⑵ 从图线可知,t=O时刻线圈速度为零,加速度最大为: 

⑶ t=O时刻,线框中感应电动势:,   

,可解得:

⑷ 线圈在时刻开始做匀速运动,在t3时刻应有两种可能:一是,线圈没有完全进入磁场,磁场就消失,线框内没有感应电流,回路电功率P=O  (3分);二是,磁场没有消失,但线圈完全进入磁场,尽管有感应电流,但各边所受磁场力的合力为零,由ab和cd两边切割磁感线产生的感应电动势抵消.

回路电功率

  

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(03年天津卷)(18分)两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻很小,可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻为R=0.50Ω。在t=0时刻,两金属杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆上,使两金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s,金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2,问此时两金属杆的速度各是多少?

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科目:高中物理 来源:2012年普通高等学校招生全国统一考试理综物理(山东卷带解析) 题型:计算题

(18分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为,周期为。在时刻将一个质量为、电量为)的粒子由静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)

(1)求粒子到达时的速度大小和极板距离
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在时刻再次到达,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小

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科目:高中物理 来源:2012年普通高等学校招生全国统一考试理综物理(山东卷解析版) 题型:计算题

(18分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为,周期为。在时刻将一个质量为、电量为)的粒子由静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)

(1)求粒子到达时的速度大小和极板距离

(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。

(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在时刻再次到达,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

(18分)有一个长方体形的匀强磁场和匀强电场区域,它的截面是边长L=0.20m的正方形,其电场强度为E=4×10V/m,磁感强度B=2×102T,磁场方向垂直纸面向里,当一束质荷比为=4×1010kg/C的正离子流,以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入,如右图所示,不计正离子的重力.

(1)要使离子流穿过电磁场区域而不发生偏转,电场强度的方向如何?离子流的速度多大?

(2)在离电磁场区域右边界D=0.4m处有与边界平行的平直荧光屏.若撤去电场,离子流击中屏上点;若撤去磁场,离子流击中屏上b点,求ab间的距离.

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