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如图所示,质量为m的矩形线框MNPQ,MN边长为a,NP边长为b;MN边电阻为R1,PQ边电阻为R2,线框其余部分电阻不计。现将线框放在光滑绝缘的水平桌面上,PQ边与y轴重合。空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场,该磁场的磁感应强度沿y轴方向均匀,沿x轴方向按规律Bx=B0(1-kx)变化,式中B0和k为已知常数且大于零。矩形线框以初速度v0从图示位置向x轴正方向平动。求:

小题1:在图示位置时线框中的感应电动势以及感应电流的大小和方向;
小题2:线框所受安培力的方向和安培力的表达式;
小题3:线框的最大运动距离xm
小题4:若R1=2R2,线框运动到过程中,电阻R1产生的焦耳热。

小题1:方向沿NPQMN
小题2:
小题3:
小题4:
(1)


感应电流的方向沿NPQMN。
(2)线框受的安培力方向沿-x方向(或水平向左),
安培力大小的表达式
(3)根据牛顿第二定律
F=


矩形框的最大运动距离  
(4)由
得 

电阻R1产生的焦耳热为
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

(11分)(2009·安徽省六校联考)如图所示,为某种新型设备内部电、磁场分布情况图.自上而下分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域.区域Ⅰ宽度为d1,分布有沿纸面向下的匀强电场E1;区域Ⅱ宽度为d2,分布有垂直纸面向里的匀强磁场B1;宽度可调的区域Ⅲ中分布有沿纸面向下的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B2.现在有一群质量和带电荷量均不同的带正电粒子从区域Ⅰ上边缘的注入孔A点被注入,从静止开始运动,然后相继进入Ⅱ、Ⅲ两个区域,满足一定条件的粒子将回到区域Ⅰ,其他粒子则从区域Ⅲ飞出.三区域都足够长,粒子的重力不计.
已知能飞回区域Ⅰ的带电粒子的质量为m=6.4×10-27kg,带电荷量为q=3.2×10-19C,且d1=10cm,d2=5cm,d3>10cm,E1=E2=40V/m,B1=4×10-3T,B2=2×10-3T.

试求:
(1)该带电粒子离开区域Ⅰ时的速度.
(2)该带电粒子离开区域Ⅱ时的速度.
(3)该带电粒子第一次回到区域Ⅰ的上边缘时离开A点的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

真空中有一长是宽2倍的矩形区域PMNQ,该区域中有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(不计重力)从左侧PQ边中点O垂直于电场和磁场的方向射入,恰能沿直线从MN边的中点射出,电场和磁场的方向如图所示。现只撤去磁场,粒子恰从N点射出;若只撤去电场,则此粒子将      (   )
A.从P、M之间的某点射出B.从P点射出
C.从M、之间的某点射出D.从M点射出

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子(重力不计) 从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动,则该粒子
A.一定带正电
B.速度v=
C.若速度v,粒子一定不能从板间射出
D.若此粒子从右端沿虚线方向进入,仍做直线运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L = 1 m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻。质量为m="0.2" kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d =" 4" m,整个装置处于匀强磁场中。磁感应强度B的大小与时间t成正比,磁场的方向垂直导轨平面向上。金属棒ab在沿平行斜面方向的外力F作用下保持静止,当t = 2 s时外力F恰好为零(g =10 m/s2)。求t = 2 s时刻棒的热功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图电路中要使电流计G中的电流方向如图所示,则导轨上的金属棒AB 的运动必须是
A.向左匀速移动;
B.向右匀速移动;
C.向右减速移动;
D.向右加速移动.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,竖直绝缘杆处于彼此垂直,大小分别为E和B的匀强电磁场中,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向外,一个质量为m,带正电为q的小球从静止开始沿杆下滑,且与杆的动摩擦因数为μ,问:
⑴小球速度多大时,小球加速度最大?是多少?
⑵小球下滑的最大速度是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如右图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(   )
A.线圈先后两次转速之比为3∶2
B.两种情况在0.3 s内通过线圈的磁通量之比为1∶1
C.两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa∶Qb=3∶2
D.两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa∶Qb=9∶4

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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,在光滑绝缘的水平轨道上方同时存在着水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=0.1T。一质量m=1.0×10-2kg、带电量q=+1.0×10-2C可视为质点的物块,从轨道上的M点无初速度释放,当该物块沿直线运动到达轨道上的N点时,恰好对轨道无压力,求此时速度多大?(g=10m/s2

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