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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问题详情:
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.
【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=;
(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=
所受的安培力为:F=BIL
联立得:F=
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=
(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==
答:(1)线圈进入磁场时速度的大小v为;
(2)磁场的磁感应强度B的大小为
(3)线圈全部通过磁场所用的时间为.
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:计算题