如图所示,水平放置的电阻可忽略的两根平行金属导轨相距为L,导轨左端接一电阻,金属棒ab垂直放在导轨上并接触良好,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面如图所示,金属棒的电阻不计。当ab以速度v水平向右匀速滑动时,ab两端将产生动生感应电动势。
(1)求ab两端产生感应电动势的大小,并判断a、b两端电势的高低;
(2)电子随金属棒ab一起向右以速度v做匀速运动的同时还沿棒的方向以速度u做定向移动,如图所示是电子的运动速度分解示意图,在图中画出电子的合速度方向和电子所受洛伦兹力的方向;
(3)为了更加深入研究金属棒中感应电动势是如何产生的,能量是如何转化的,我们选取金属棒中的一个定向移动的电子(设其电荷量为e)为研究对象,把电子所受到的洛伦兹力分解为沿金属棒方向的分力f1和垂直金属棒方向的分力f2,分力f1就是将电子从高电势搬运到低电势的非静电力,分力f2在宏观上表现为安培力。
a.根据电动势的定义式推出金属棒向右匀速运动时产生电动势表达式;
b.分别计算f1、f2两个分力的瞬时功率。
【答案】见试题解答内容
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:124引用:1难度:0.5
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1.半径为R的金属圆环水平固定,电阻忽略不计。圆环内存在与环面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B。导体棒长为L(L>2R),其单位长度电阻值为r。图(a)中导体棒与圆环相切于O1点,t=0时刻起,从图示位置以速度v匀速向右运动,棒始终与速度方向垂直。图(b)中导体棒与圆环相切于O2点,t=0时刻起,以O2点为轴从图示位置起在水平面内顺时针匀速转过180°,角速度为ω;导体棒扫过整个环面时与环接触良好。
(1)分析说明图(a)中导体棒扫过整个环面过程中流过导体棒的电流变化情况;
(2)求图(b)中导体棒两端产生的感应电动势E与时间t的关系式;
(3)若图(a)、图(b)中导体棒扫过整个环面所用时间相同,试比较两种情况中导体棒运动到虚线(圆环上直径位置)处,流过两导体棒的感应电流大小。发布:2024/12/30 1:0:6组卷:99引用:2难度:0.7 -
2.如图甲所示,在水平面上有一竖直向下的足够宽的矩形匀强磁场区域,磁感应强度B0=0.2T,区域长度L=3m,在紧靠磁场的左边界处的水平面上放置一正方形线框,匝数n=10,边长a=1m,线框电阻R=1Ω,质量m=1kg。现在线框上作用一水平恒力F,使线框从静止开始向右进入磁场中,已知恒力F的大小为10N,线框与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,整个线框完全进入磁场前已经匀速运动,g=10m/s2。当线框刚全部进入磁场开始计时,磁场即以如图乙所示规律变化。下列说法正确的是( )
发布:2024/12/29 23:30:1组卷:150引用:3难度:0.5 -
3.如图,空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场,一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场,整个过程线框平面始终竖直,线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点,下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图中,不正确的是( )
发布:2024/12/29 20:30:1组卷:234引用:3难度:0.7
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