题目内容

如图10所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长分别为L和2L，其中ab段的电阻为R。在宽度为2L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下。线框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通过匀强磁场区域，线框平面始终与磁场方向垂直。求：

（1）在线框的cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压Uab；

（2）为维持线框匀速运动，水平拉力F的大小；

（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的电热Qbc。

解：（1）cd边进入磁场时产生的感应电动势为

                                     （2分）

整个回路的电阻        R总=6R                                  （1分）

回路中的电流

                                 （2分）

ab边两端电压的大小为

                                               （2分）

（2）为维持线框匀速运动，外力应始终等于安培力，即：F=F安       （2分）

     线框所受安培力为

水平拉力                                 （2分）

（3）整个线框通过磁场的过程中所经历的时间为

                                                      （2分）

     整个过程中bc段金属导线上产生的电热为

                                          （3分）

     用其他方法计算正确的同样给分。

练习册系列答案
相关题目

如图10所示，一根直杆由粗细相同的两段构成，其中AB段为长x1＝5 m的粗糙杆，BC段为长x2＝1 m的光滑杆。将杆与水平面成53°角固定在一块弹性挡板上，在杆上套一质量m＝0.5 kg、孔径略大于杆直径的圆环。开始时，圆环静止在杆底端A。现用沿杆向上的恒力F拉圆环，当圆环运动到B点时撤去F，圆环刚好能到达顶端C，然后再沿杆下滑。已知圆环与AB段的动摩擦因数μ＝0.1，g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。试求：                                      

(1)拉力F的大小；

(2)拉力F作用的时间；

(3)若不计圆环与挡板碰撞时的机械能损失，从圆环开始运动到最终静止的过程中在粗糙杆上所通过的总路程。

图10

(9分)某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ。步骤如下：

(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为????????? cm；

 

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为???????? mm；

(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为??????? Ω。

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱形导体电阻R

电流表A1(量程0～4 mA，内阻约50 Ω)

电流表A2(量程0～10 mA，内阻约30 Ω)

电压表V1(量程0～3 V，内阻约10 kΩ)

电压表V2(量程0～15 V，内阻约25 kΩ)

直流电源E(电动势4 V，内阻不计)

滑动变阻器R1(阻值范围0～15 Ω，额定电流2.0 A)

滑动变阻器R2(阻值范围0～2 kΩ，额定电流0.5 A)

开关S，导线若干。

为减小实验误差，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出合理的测量电路图，并标明所用器材的代号。

 

 

如图10所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长分别为L和2L，其中ab段的电阻为R。在宽度为2L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下。线框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通过匀强磁场区域，线框平面始终与磁场方向垂直。求：

（1）在线框的cd边刚进入磁场时，ab边两端的电压Uab；

（2）为维持线框匀速运动，水平拉力F的大小；

（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的电热Qbc。

如图10所示，在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R。现将用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行。求线框被拉出磁场的过程中：

（1）通过线框的电流；

（2）线框中产生的焦耳热；

（3）线框中a、b两点间的电压大小。

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