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在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一個正方形金屬線圈abcd,邊長為L,電阻為R.線圈的ad邊跟磁場的左側邊界重合,如圖所示.現用外力使線圈從磁場中運動出來,一次用力使線圈從左側邊界勻速平移出磁場;另一次用力使線圈以ad邊為軸勻速轉動轉出磁場,兩次所用時間都是t,試計算兩次外力對線圈做功之比為多少.??
分析:轉動時產生的電流為交流電,計算線圈產生的熱量要用電壓的有效值,根據能量守恒外力做的功等于線圈產生的焦耳熱.
解答:解:拉出磁場時,勻速運動的速度為:v=
L
t
 
F=F=
B2L2v
R
=
B2L3
Rt
 
拉出時外力做功為:W1=FL=
B2L4
Rt

勻速轉出的角速度為:ω=
π
2t
 
最大感應電動勢:Em=BL2ω=
πBL2
2t
 
其有效值為:E=
Em
2
 
轉出時外力做功為:W2=
E2
R
t=
π2B2L4
8Rt
 
所以有:
W1
W2
=
8
π2

答:兩次外力對線圈做功之比為8:π2
點評:求第一種情況的功比較簡單,第二問要結合交流電部分的知識,有一定難度,要注意靈活應用.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

在磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動的帶電粒子,當磁感應強度突然增大為2B時,這個帶電粒子(  )

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匝數為N、面積為S、總電阻為R的矩形閉合線圈,在磁感應強度為B的勻強磁場中按如圖所示方向(俯視逆時針)以角速度ω繞軸OO′勻速轉動.t=0時線圈平面與磁感線垂直,規定adcba的方向為電流的正方向.求:
(1)線圈轉動過程中感應電動勢瞬時值的表達式.
(2)線圈從圖示位置開始到轉過90°的過程中的平均電動勢.
(3)線圈轉到與圖示位置成60°角時的瞬時電流的大小.
(4)線圈轉動一周的過程中外力做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,一根通有電流I的直銅棒MN,用導線掛在磁感應強度為B的勻強磁場中,此時兩根懸線處于緊張狀態,當導線中通以水平向右的電流時,它受到的安培力方向為垂直導線
 
(填“向上”或“向下”).如果將通過導線中的電流增大到原來的2倍,其它條件保持不變,則導線受到的安培力大小為原來的
 
 倍.

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科目:高中物理 來源: 題型:

具有波長λ=0.0030nm的光使金箔發射光電子,電子在磁感應強度為B的勻強磁場區域內做最大半徑為r的勻速圓周運動,已知r?B=1.82×10-4T?m電子的質量me=9.1×10-31kg,普朗克常量h=6.63×10-34J?S.試求:(計算結果保留兩位有效數字)
(1)光電子的最大初動能.
(2)該電子的物質波的波長.

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同步練習冊答案
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