如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=...

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如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=x,质量为m,线圈的cd边与磁场的上边距离为y,现由静止释放该线圈恰好以恒定速度通过匀强磁场,重力加速度为g

(1)线圈进入磁场时速度的大小v

(2)磁场的磁感应强度B的大小

(3)线圈全部通过磁场所用的时间.

如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=...

【回答】

考点:  导体切割磁感线时的感应电动势.

专题:  电磁感应与电路结合.

分析:  (1)由自由落体运动的速度位移公式可以求出速度;

(2)线圈进入磁场区域后做匀速直线运动,推导出安培力表达式,由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力,加上平衡条件即可求解磁感应强度B的大小;

(3)线圈匀速直线运动,由位移时间公式求出时间.

解答:  解:(1)线框做自由落体运动,

由速度位移公式得:v2=2gh,

解得:v=如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第2张

(2)设线圈通过磁场时,线圈产生的感应电动势为:E=BLv,

感应电流为:I=如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第3张

所受的安培力为:F=BIL

联立得:F=如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第4张

由于线圈匀速运动,重力与所受的安培力平衡,则有:

mg=F

联立解得:B=如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第5张

(3)线圈以恒定速度通过匀强磁场,所以线圈全部通过磁场所用的时间为:t=如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第6张=如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第7张

答:(1)线圈进入磁场时速度的大小v为如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第8张

(2)磁场的磁感应强度B的大小为如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第9张

(3)线圈全部通过磁场所用的时间为如图所示,两平行线间有匀强磁场,匀强磁场的边界水平且宽度为h,一点足为R的矩形线圈abcd边长ab=L,bc=... 第10张

点评:  本题考查了求速度,分析清楚线框的运动过程是正确解题的前提与关键,应用自由落体运动规律、E=BLv、欧姆定律,即可正确解题.

知识点:法拉第电磁感应定律

题型:计算

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