题目内容
(4分)磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B2/2μ,式中B是感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L,并测出拉力F,如图所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=
解析试题分析:本题关键根据题意得到磁场能量密度的定义,然后根据功能关系求得条形磁铁与铁片P之间的磁场所具有的能量。因为F所做的功等于△L间隙中磁场的能量,所以先分别求出F所做的功和△L间隙中磁场的能量,然后根据等量关系得出一等式,即可解得
在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L的过程中,拉力F可认为不变,因此F所做的功为:;以表示间隙中磁场的能量密度,由题给条件,根据磁能量密度的定义可得:△L间隙中磁场的能量;由题意可知:F所做的功等于△L间隙中磁场的能量,即W=E;所以,解得:.
考点:本题考查磁能量密度;弹簧测力计的使用与读数;磁场;功的计算,同时考查考生从新情境中提取物理信息的能力.
练习册系列答案
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如图所示,在水平向右的匀强电场中以竖直和水平方向建立直角坐标系,一带负电的油滴从坐标原点以初速度v0向第一象限某方向抛出,当油滴运动到最高点A(图中未画出)时速度为vt,试从做功与能量转化角度分析此过程,下列说法正确的是
A.若vt>v0,则重力和电场力都对油滴做正功引起油滴动能增大 |
B.若vt>v0,则油滴电势能的改变量大于油滴重力势能的改变量 |
C.若vt= v0,则A点可能位于第一象限 |
D.若vt= v0,则A点一定位于第二象限 |
如图所示,一个质量为m的物体(可视为质点),由斜面底端的A点以某一初速度冲上倾角为30°的固定斜面做匀减速直线运动,减速运动的加速度大小为g,物体沿斜面上升的最大高度为h,在此过程中
A.重力势能增加了2mgh | B.机械能损失了mgh |
C.动能损失了mgh | D.系统生热 |