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1、第 1 页(共 2 页)电磁感应补充习题 11如图,水平方向有界匀强磁场的磁感应强度大小为 B,磁场高度为 l,一质量为 m、电阻为 R、边长也为 l 的正方形导线框位于磁场上方竖直平面内,其上、下两边与磁场边界平行,其下边距磁场上边界的高度为 h线框由静止开始下落,下落过程中空气阻力可忽略不计(1)若线框在进入磁场过程中保持匀速直线运动,求高度 h;(2)设(1)中计算的结果为 h0,分别就 hh0和 hh0两种情况分析、讨论线框下落全过程的速度、加速度变化情况2有一边长为 L=0.1m 的正方形导线框,质量为 m=1kg,由高度 H=0.05m 高处自由下落,如图所示当导线框下边 ab 刚
2、进入宽度也是 L=0.1m 的匀强磁场区域后,线圈以恒定速率穿越磁场,不计空气阻力g=10m/s2,求:(1)ab 边刚进入磁场时速度大小?(2)导线框在穿越磁场过程中产生的焦耳热 Q?3如图甲所示,用粗细均匀的导线制成的一只单匝正方形金属框,现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态,已知金属框的质量为 m=0.2kg,边长为 L=1m,金属框的总电阻为 0.8,金属框的上半部分处在一方向垂直框面向里的有界磁场中(磁场均匀分布) ,磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示,金属框下半部分在磁场外,丝线能承受的最大拉力 F=4N从 t=0 时刻起,测得经过 t=5s 丝线刚好被拉断,
3、金属框由静止开始下落。金属框在下落过程中上边框离开磁场前已开始做匀速运动,金属框始终在竖直平面内,重力加速度 g 取 10m/s2,不计空气阻力。求:(1)磁感应强度 B0;(2)由丝线刚好被拉断到金属框上边框离开磁场的过程,金属框中产生的焦耳热 Q。第 2 页(共 2 页)4如图所示,有一倾斜光滑平行金属导轨,导轨平面与水平面的夹角 =30,导轨间距 L=0.5m,电阻不计,在两导轨间接有 R=3 的电阻。在导轨中间加一垂直轨道平面向上的宽度为 d=0.4m 的匀强磁场,B=2T一质量为m=0.08kg,电阻为 r=2 的导体棒从距磁场上边缘 d=0.4m 处由静止释放,运动过程中始终与导轨
4、保持垂直且接触良好,取 g=10m/s2求:(1)导体棒进入磁场上边缘的速度 v;(2)导体棒通过磁场区域的过程中,通过导体棒的电量 q;(3)导体棒通过磁场区域的过程中,电阻 R 上产生的焦耳热 Q。5两根足够长平行金属导轨 MN、PQ 固定在倾角 =37的光滑绝缘斜面上,顶部接有一阻值 R=3 的定值电阻,下端开口,轨道间距 L=1m整个装置处于磁感应强度 B=2T 的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量 m=1kg的金属棒 ab,由静止释放后沿导轨运动,运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。从金属棒 ab 开始运动至达到最大速度过程中,金属棒下降的竖直高度为 h=3m,金属棒 ab
5、在导轨之间的电阻 R0=1,电路中其余电阻不计,sin37=0.6,cos37=0.8,取 g=10m/s2求:(1)金属棒 ab 达到的最大速度 vm;(2)金属棒 ab 沿导轨向下运动速度 v=5m/s 时的加速度大小;(3)从金属棒 ab 开始运动至达到最大速度过程中,电阻 R 上产生的热量 QR。6如图所示,一个足够长的矩形金属框架与水平面成 =37角,宽 L=0.5m,上端有一个电阻 R0=2.0,框架的其他部分电阻不计,有一垂直于框架平面向上的匀强磁场,磁感应强度 B=0.1T,ab 为金属杆,与框架接触良好,其质量 m=0.1kg,电阻 r=0.5,杆与框架间的动摩擦因数 =0.5,杆由静止开始下滑,在速度达到最大值的过程中,电阻 R0产生的热量 Q0=2.0J(取 g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8) 求:(1)通过 R0的最大电流;(2)ab 杆下滑的最大速度;(3)从开始到速度最大的过程中 ab 杆下滑的距离。