综合题15.0分
物理

如图所示,N匝矩形金属线圈的质量为m,电阻为R,放在倾角为θ的光滑斜面上,其ab边长度为L且与斜面底边平行。与ab平行的两水平虚线MN、PQ之间,在t=0时刻加一变化的磁场,磁感应强度B大小随时间t的变化关系为B=kt,方向垂直斜面向上。在t=0时刻将线圈由图中位置静止释放,在t=t1时刻ab边进入磁场,t=t2时刻ab边穿出磁场。线圈ab边刚进入磁场瞬间电流为0,穿出磁场前的瞬间线圈加速度为0.(重力加速度为g)求:

24.t=t1时刻动生电动势E1的大小和方向;

25.MN、PQ之间的距离d;

26.从t= 0到t1过程中线圈产生的热量Q;

27.t=t2时刻线圈的速度v2

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

考查方向

本题主要考查牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律及焦耳定律

解题思路

对物体受力分析可知,在t1之前线圈不受安培力做匀加速直线运动由牛顿第二定律可知其加速度,可得t1时刻速度,进而求得感应电动势,可得线圈中产生电流强度。由ab边进入磁场瞬间电流为零,可知产生电动势恰好抵消,进而求得磁场宽度。根据电流强度可得产生电热。T=t2时瞬间线圈加速度为0,根据受力平衡可得。

易错点

正确的分析线圈受力的过程和应用线圈电流为零加速度为零是解题的关键

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

考查方向

本题主要考查牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律及焦耳定律

解题思路

对物体受力分析可知,在t1之前线圈不受安培力做匀加速直线运动由牛顿第二定律可知其加速度,可得t1时刻速度,进而求得感应电动势,可得线圈中产生电流强度。由ab边进入磁场瞬间电流为零,可知产生电动势恰好抵消,进而求得磁场宽度。根据电流强度可得产生电热。T=t2时瞬间线圈加速度为0,根据受力平衡可得。

易错点

正确的分析线圈受力的过程和应用线圈电流为零加速度为零是解题的关键

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

考查方向

本题主要考查牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律及焦耳定律

解题思路

对物体受力分析可知,在t1之前线圈不受安培力做匀加速直线运动由牛顿第二定律可知其加速度,可得t1时刻速度,进而求得感应电动势,可得线圈中产生电流强度。由ab边进入磁场瞬间电流为零,可知产生电动势恰好抵消,进而求得磁场宽度。根据电流强度可得产生电热。T=t2时瞬间线圈加速度为0,根据受力平衡可得。

易错点

正确的分析线圈受力的过程和应用线圈电流为零加速度为零是解题的关键

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

考查方向

本题主要考查牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律及焦耳定律

解题思路

对物体受力分析可知,在t1之前线圈不受安培力做匀加速直线运动由牛顿第二定律可知其加速度,可得t1时刻速度,进而求得感应电动势,可得线圈中产生电流强度。由ab边进入磁场瞬间电流为零,可知产生电动势恰好抵消,进而求得磁场宽度。根据电流强度可得产生电热。T=t2时瞬间线圈加速度为0,根据受力平衡可得。

易错点

正确的分析线圈受力的过程和应用线圈电流为零加速度为零是解题的关键