题目内容

【题目】如图所示,在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABC固定在水平面内,ABBC间夹角为θ,光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动,导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路若框架与导体棒单位长度的电阻均为R,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是( )

【答案】AD

【解析】

试题分析:金属棒向右运动到的过程中,有效切割长度在不断的增大,根据几何关系写出有效长度的表达式,然后根据法拉第电磁感应定律求解即可。

AB、设金属棒的速度为v,则运动过程中有效切割长度为框架与导体棒单位长度的电阻均为R则回路总电阻为,则电路中的电流为:,为定值;A正确

CD、设水平移动的距离x,由法拉第电磁感应定律有回路总电阻为电路中消耗的电功率,可见功率随着距离增大而均匀增大;D正确

故选AD

练习册系列答案
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【题目】电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置,在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,物理学中用电动势来表明电源的这种特性。

(1)如图27-1所示,固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属框两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下,沿框架以速度v向右做匀速直线运动,运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e

a. 请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1

b.在金属棒产生电动势的过程中,请画图说明是什么力充当非静电力,并根据电动势的定义式求出这个非静电力产生的电动势表达式E2

(2)由于磁场变化而产生的感应电动势,也是通过非静电力做功而实现的。在磁场变化时产生的电场与静电场不同,它的电场线是闭合的,我们把这样的电场叫做感生电场,也称涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关,正因为如此,它是一种非静电力。如图27-2所示,空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B0,磁场区域半径为R。一半径为r的圆形导线环放置在纸面内,其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。已知电子的电荷量为e

a.如果磁感应强度Bt随时间t的变化关系为Bt=B0+kt。求圆形导线环中的感应电动势E3的大小;

b.上述感应电动势中的非静电力来自于涡旋电场对电子的作用。求上述导线环中电子所受非静电力F3的大小。

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