题目内容
如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于正方形导线框,磁场的边界MN与ad边平行.现将线框从磁场中以垂直于边界MN的速度v匀速拉出,在其他条件相同的情况下,外力F做功的功率将( )
A、与速度v成正比 | B、与线圈的边长成正比 | C、与导线的横截面积成正比 | D、与导线材料的电阻率成正比 |
分析:线框拉出磁场的过程中,拉力与安培力二力平衡,由法拉第定律、欧姆定律、电阻定律推导出安培力,拉力的功率为P=Fv,根据功率的表达式,进行分析.
解答:解:设正方形线框的边长为L.
则线框产生的感应电动势为 E=BLv,
感应电流为I=
,
由电阻定律得:R=ρ
线框所受的安培力大小为 FA=BIL,
由于线框匀速运动,则拉力F=FA.
拉力的功率为P=Fv
联立以上各式,得:P=
则得:外力F做功的功率与速度的平方成正比,与线框的边长成正比,与导线的横截面积成正比,与与导线材料的电阻率成反比.故BD正确,AC错误.
故BD
则线框产生的感应电动势为 E=BLv,
感应电流为I=
E |
R |
由电阻定律得:R=ρ
4L |
S |
线框所受的安培力大小为 FA=BIL,
由于线框匀速运动,则拉力F=FA.
拉力的功率为P=Fv
联立以上各式,得:P=
B2Lv2S |
4ρ |
则得:外力F做功的功率与速度的平方成正比,与线框的边长成正比,与导线的横截面积成正比,与与导线材料的电阻率成反比.故BD正确,AC错误.
故BD
点评:本题根据法拉第定律、欧姆定律、电阻定律等等物理推导拉力功率的表达式,再分析功率与各量之间的关系,是常用的方法和思路.
练习册系列答案
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半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半导体的载流子是带正电的“空穴”,如图所示,一块厚度为d、宽度为L的长方形半导体样品,置于方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当半导体样品中通以向右的电流强度为I的恒定电流时,样品上、下底面出现恒定电势差U,且上表面带正电、下表面带负电.设半导体样品中每个载流子带电荷量为q,半导体样品中载流子的密度(单位体积内载流子的个数)用n表示(已知电流I=nqvS,其中v为载流子定向移动的速度,S为导体横截面积),则下列关于样品材料类型的判断和其中载流子密度n大小的表达式正确的是
( )
( )
A、是N型半导体,n=
| ||
B、是P型半导体,n=
| ||
C、是N型半导体,n=
| ||
D、是P型半导体,n=
|