探索物理计算题的思维规律与答题技巧--电学计算题
22页1、探索物理计算题的 思维规律与答题技巧 -电学计算题,中学物理特级教师: 曾军良,例1 用某种粗细均匀的金属丝围成的正方形闭合线圈边长为L=0.3m,线圈质量m=0.6kg,阻值为R=6,两条光滑平行轨道间距略小于线框边长,轨道平面与水平面的夹角为=30,轨道电阻不计。在轨道上某处存在一个宽度与线圈边长相等的磁场区域,磁感应强度方向垂直于导轨平面向上,大小为B=10T。如图所示,线圈搁在轨道上,线圈与轨道接触良好,在平行于轨道平面的拉力F作用下,线框刚好以v0=1m/s的速度匀速通过磁场区域,试求: (1)拉力F的大小 (2)若在线框刚出磁场时撤去拉力,求线框第二次穿越磁场区域过程中,线框的焦耳热,解:(1)线圈匀速向上切割磁感线产生感应电动势为:=BLV。此时,有两条边被导轨短路,电路中的总电阻为:R总=R/2 电流为 安培力 线框受力平衡有:,mg,FA,N,(2)线圈刚出磁场区,撤去拉力F后,线框做匀减速直线运动,返回第二次进入磁场区时,沿斜面向下的速度为v0=1m/s,因此时的安培力平衡了下滑力,故线圈将匀速穿越磁场区域,由能量守恒定律有: 得到:Q=1.8J,例2 如图所示,由
2、粗细相同的导线制成的正方形线框边长为L,每条边的电阻均为R,其中ab边材料的密度较大,其质量为m,其余各边的质量均可忽略不计线框可绕与cd边重合的水平轴自由转动,不计空气阻力及摩擦若线框从水平位置由静止释放,经历时间t到达竖直位置,此时ab边的速度大小为v若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中,重力加速度为g,求:(1)线框在竖直位置时,ab边两端的电压及所受安培力的大小 (2)在这一过程中,线框中感应电动势的有效值 (3)在这一过程中,通过线框导线横截面的电荷量,解:线框在竖直位置时,ab切割的速度为V,则有:I=/(4R)=BLV/(4R) Uab=I3R=3BLV/4 F=BIL= 由能量守恒定律有:,电动势的平均值为,例3如图所示,一束波长为的强光射在金属板P的A处发生了光电效应,能从A处向各个方向逸出不同速率的光电子。金属板P的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B,面积足够大,在A点上方L处有一涂荧光材料的金属条Q,并与P垂直。现光束射到A处,金属条Q受到光电子的冲击而发出荧光的部分集中在CD间,且光电子质量为m,电量为e,光速为c,(1)金属板P逸出光电
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