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在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中有一個正方形金屬線圈abcd，邊長L=0.2m．線圈的ad邊與磁場的左側(cè)邊界重合，如圖所示，線圈的電阻R=0.4Ω．用外力把線圈從磁場中移出有兩種方法：一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場；另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動移出磁場，兩種過程所用時間都是t=0.1s．求
（1）線圈勻速平移出磁場的過程中，外力對線圈所做的功．
（2）線圈勻速轉(zhuǎn)動移出磁場的過程中，外力對線圈所做的功．
（1）使線圈勻速平動移出磁場時，bc邊切割磁感線而產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢E=BLv．而v=
L
t
．
外力對線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即
W1=
E2
R
t=
(BLv)2
R
t=
(BL?
L
t
)2
R
t=
B2L4
Rt
=
0．52×0．24
0.4×0.1
=0.01J
（2）線圈以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)出磁場時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流都是按正弦規(guī)律變化的，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的最大值為：
Em=BSω，ω=
π
2t

外力對線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即
W2=
(
Em
2
)2
R
?t=
E2m
2R
t=
πB2L4
8Rt
=0.012J
答：
（1）線圈勻速平移出磁場的過程中，外力對線圈所做的功為0.01J．
（2）線圈勻速轉(zhuǎn)動移出磁場的過程中，外力對線圈所做的功為0.012J．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的線框用一根絕緣細線連接起來，掛在兩個高度相同的定滑輪上，已知線框電阻為R，橫邊邊長為L，水平方向勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，磁場上下邊界的距離、線框豎直邊長均為h．初始時刻，磁場的下邊緣和線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開始釋放，線框穿出磁場前，若線框已經(jīng)做勻速直線運動，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計．則下列說法中正確的是（　�。�
A．線框進入磁場時的速度為
2gh
B．線框穿出磁場時的速度為
mgR
B2L2
C．線框通過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q=8mgh-
8m3g2R2
B4L4
D．線框進入磁場后，若某一時刻的速度為v，則加速度為a=
1
2
g-
B2L2v
4mR

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,兩個互連的金屬圓環(huán),粗金屬環(huán)的電阻為細金屬環(huán)電阻的二分之一.磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在區(qū)域.當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化時,在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為ε,則a、b兩點間的電勢差為
A．B．C．D．ε

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

4．如圖所示，動圈式話筒能夠?qū)⒙曇艮D(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯碾娦盘枺ń蛔冸娏鳎a(chǎn)生的電信號一般都不是直接送給擴音機，而是經(jīng)過一只變壓器之后再送給擴音機放大，變壓器的作用是能夠減少信號沿導(dǎo)線傳輸過程中的電能損失，關(guān)于話筒內(nèi)的這只變壓器，下列說法中正確的是
A．一定是升壓變壓器，因為P=UI，升壓后，電流減小，導(dǎo)線上損失的電能減少
B．一定不是升壓變壓器，因為P=U2/R，升壓后，導(dǎo)線上損失的電能會增加
C．一定是降壓變壓器，因為I2=n1I1/n2，降壓后，電流增大，使到達擴音機的信號加強
D．一定不是降壓變壓器，因為P=I2R，降壓后，電流增大，導(dǎo)線上損失的電能會增加

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具，它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為R，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN為l平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖l所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強度B沿O x方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強度相同，整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強度隨時問的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時刻速度為v

（v＜v0）
（1）簡要敘述列車運行中獲得驅(qū)動力的原理；
（2）為使列車獲得最大驅(qū)動力，寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場中的什么位置及λ與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；
（3）計算在滿足第（2）問的條件下列車速度為v時驅(qū)動力的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，閉合小金屬環(huán)從高h的光滑曲面上端無初速滾下，又沿曲面的另一端上升，（　�。�
A．若是勻強磁場，則穿過環(huán)的磁通量不變，且在左側(cè)滾上的高度小于h
B．若是勻強磁場，則穿過環(huán)的磁通量不變，且在左側(cè)滾上的高度等于h
C．若是非勻強磁場，則穿過環(huán)的磁通量改變，且在左側(cè)滾上的高度大于h
D．若是非勻強磁場，則穿過環(huán)的磁通量改變，且在左側(cè)滾上的高度小于h

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計，軌道寬為L＝0.2m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝1×102T。“電磁炮”彈體總質(zhì)量m=0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω。可控電源的內(nèi)阻r=0.6Ω，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗發(fā)射時，電源為加速彈體提供的電流是I＝4×103A，不計空氣阻力。求：

（1）彈體所受安培力大�。�
（2）彈體從靜止加速到4km/s，軌道至少要多長？
（3）彈體從靜止加速到4km/s過程中，該系統(tǒng)消耗的總能量；
（4）請說明電源的電壓如何自行調(diào)節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（8分）如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.1T，水平放置的框架寬度L=0.4m，框架電阻不計。金屬棒電阻R＝0.8Ω，定值電阻R1=2Ω， R2=3Ω，當(dāng)金屬棒ab在拉力F的作用下以v=5m/s的速度向左勻速運動時，

（1）金屬棒ab兩端的電壓
（2）電阻R1的熱功率

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，固定于水平絕緣面上的很長的金屬導(dǎo)軌，表面粗糙、電阻不計，導(dǎo)軌左端與一個定值電阻R相連，金屬棒ab的質(zhì)量為m，電阻不計，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面，則當(dāng)棒ab在水平恒力F的作用下從靜止起向右滑動的過程中
A．恒力F做的功等于電路中產(chǎn)生的電能；
B．恒力F與摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能；
C．克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能；
D．恒力F與摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能與棒ab獲得的動能之和。

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