10.解:(1)向下勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) mg=F安+f
F安=BIa
E=Bav2
可得![]()
(2)從向上離開(kāi)磁場(chǎng)向下進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中能量守恒.
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![]()
解得:![]()
(3)通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中能量守恒:
![]()
解得![]()
9.解:(1)因?yàn)榫圈ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),
產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv1=0.2V
安培力![]()
線圈在磁場(chǎng)中F=G勻速運(yùn)動(dòng),由能量關(guān)系可知發(fā)出熱:
Q=mg·2L=0.1×10×2×0.1J=0.2J
(2)因?yàn)?i style='mso-bidi-font-style:normal'>ab與cd切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)和電流是E=BLv1
![]()
所以通過(guò)a點(diǎn)電量Q=It=![]()
(3)由解(1)可知,線圈自由下落的時(shí)間![]()
在磁場(chǎng)內(nèi)勻速v=v1,時(shí)間![]()
圖象如圖所示
點(diǎn)評(píng):本題考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合及電磁感應(yīng)的圖象問(wèn)題,要求考生能正確分析線圈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,選用相應(yīng)的物理規(guī)律進(jìn)行求解.
8.解:(1)金屬棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至細(xì)繩剛好被拉斷的過(guò)程中有:
聯(lián)立可得
①
②
聯(lián)立①②可得Qab=0.4J ③
Qcd=I2Rcdt ④
⑤
聯(lián)立④⑤可得Qcd=0.9J⑥
(2)細(xì)繩被拉斷瞬時(shí),對(duì)ab棒有Fm=mg+IabLB ⑦
又有
⑧
Icd=Iab+IR ⑨
由閉合電路歐姆定律得
BLv=Icd(Rcd+
) ⑩
聯(lián)立⑦⑧⑨⑩得
v=1.88m/s
(3)由功能關(guān)系得
![]()
即可得h=3.93m/s
7.解:(1)從圖(c)可以看出,線圈往返的每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),速度![]()
線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流每次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都是恒定不變的.由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=nBLv,式中L是線圈每一周的長(zhǎng)度,即2πr,所以E=n2πrBv=20×2×3.14×0.1×0.2×0.8V=2V,感應(yīng)電流![]()
從圖1中可以看出線圈沿x正方向運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流是順時(shí)針的(從左向右看),于是可得到如圖2所示的電流隨時(shí)間變化的圖象.
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(2)由于線圈每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),所以每次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中推力必須等于安培力.
F推=F安=nBIl=nBIn(2πr)=0.2×20×2×3.14×0.1×0.2=0.5N
(3)發(fā)電機(jī)的輸出功率即燈的電功率P=I2R2=(0.2)2×8W=0.32W
6.解:(1)感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颉?/p>
(2)由電流圖象可知,感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律:I=0.1t
由感應(yīng)電流
可得金屬框的速度
,線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=0.20m/s2
t=2.0s時(shí)感應(yīng)電流I2=0.20A,v2=0.40m/s。安培力FA=BIL=0.80×0.20×2.5N=0.34N
線框在外力F和安培力FA作用下做加速運(yùn)動(dòng),F-FA=ma得力F=0.5N
(3)金屬線框從磁場(chǎng)拉出的過(guò)程中,拉力做功轉(zhuǎn)化成線框的動(dòng)能和線框中產(chǎn)生的焦耳熱。t=5s時(shí),線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度v5=1m/s。
線框中產(chǎn)生的焦耳熱![]()
5.C
4.C
3.B
2.AD
1.AD
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