如圖*所示,abcd是位於豎直平面內的正方形閉合金屬線框,金屬線框的質量為m,電阻為R0在金屬線框的下方有一勻...
問題詳情:
如圖*所示,abcd是位於豎直平面內的正方形閉合金屬線框,金屬線框的質量為m,電阻為R0在金屬線框的下方有一勻強磁場區域,MN和PQ是勻強磁場區域的水平邊界,並與 線框的bc邊平行,磁場方向垂直於線框平面向裡.現使金屬線框從MN上方某一髙度處由 靜止開始下落,如圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區域瞬間的v﹣t圖象,圖象中內均為已知量.重力加速度為g不計空氣阻力.下列說法正確的是( )
A. | 金屬線框剛進入磁場時感應電流方向沿adcba方向 | |
B. | 金屬線框的邊長為v1(t2﹣t1) | |
C. | 磁場的磁感應強度為 | |
D. | 金屬線框在O﹣t4的時間內所產生的熱量為mgv1(t2﹣t1)+m(v﹣v) |
【回答】
考點:
導體切割磁感線時的感應電動勢;電磁感應中的能量轉化.
專題:
電磁感應——功能問題.
分析:
本題應抓住:
(1)根據楞次定律判斷感應電流的方向;
(2)由圖象可知,金屬框進入磁場過程中是做勻速直線運動,根據時間和速度求解金屬框的邊長;
(2)由圖知,金屬線框進入磁場做勻速直線運動,重力和安培力平衡,可求出B.
(3)由能量守恆定律求出熱量.
解答:
解:A、金屬線框剛進入磁場時,根據楞次定律判斷可知,感應電流方向沿abcda方向.故A錯誤.
B、由圖象可知,金屬框進入磁場過程中是做勻速直線運動,速度為v1,運動時間為t2﹣t1所以金屬框的邊長:l=v1(t2﹣t1).故B正確.
C、在金屬框進入磁場的過程中,金屬框所受安培力等於重力:
mg=BIl
I=
又l=v1(t2﹣t1).
聯立解得:B=.故C正確.
D、金屬框在進入磁場過程中金屬框產生的熱為Q1,重力對其做正功,安培力對其做負功,由能量守恆定律得:
Q1=mgl=mgv1(t2﹣t1)
金屬框在離開磁場過程中金屬框產生的熱為Q2,重力對其做正功,安培力對其做負功,由能量守恆定律得:
故Q總=Q1+Q2=2mgv1(t2﹣t1)+.故D錯誤.
故選BC
點評:
本題電磁感應與力學知識簡單的綜合,培養識別、理解圖象的能力和分析、解決綜合題的能力.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:多項選擇
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