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如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1L2之间,L3L4之间存在匀强磁场,磁感应强度大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面.矩形线圈abcd,质量为0.1kg,电阻
题目详情
如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1L2之间,L3L4之间存在匀强磁场,磁感应强度大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面.矩形线圈abcd,质量为0.1kg,电阻为2Ω,宽度cd=0.5m;从图示位置静止释放(cd边与L1重合),速度随时间的变化关系如图乙所示:t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,t2~t3之间图线为与t轴平行的线段,t1~t2之间和t3之后的图线均为倾斜直线.已知t1~t2的时间间隔为0.6s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.g取10m/s2,以下说法正确的是( )
A.在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为2.5C
B.线圈匀速运动的速度大小为8m/s
C.线圈的长度为1m
D.0~t3时间内,线圈产生的热量为1.8J
A.在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为2.5C
B.线圈匀速运动的速度大小为8m/s
C.线圈的长度为1m
D.0~t3时间内,线圈产生的热量为1.8J
▼优质解答
答案和解析
B、t2~t3这段时间内线圈做匀速直线运动,设速度为v.根据平衡条件有:mg=BIL=BL
联立两式解得:v=
=
m/s=8m/s.故B正确.
C、t1~t2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动,知ab边刚进磁场,cd边也刚进磁场.设磁场的宽度为d,线圈下降的位移为3d,则有:
3d=vt-
gt2,v=8m/s,t=0.6s,
代入解得:d=1m,
所以线圈的长度为:L′=2d=2m.故C错误.
A、在0~t1时间内,cd边从L1运动到L2,通过线圈的电荷量为:q=
=
=
C=0.25C.故A错误.
D、0~t3时间内,根据能量守恒得:Q=mg(3d+2d)-
mv2=0.1×10×(3+2)-
×0.1×82=1.8J.故D正确.
故选:BD
BLv |
R |
联立两式解得:v=
mgR |
B2L2 |
0.1×10×2 |
12×0.52 |
C、t1~t2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动,知ab边刚进磁场,cd边也刚进磁场.设磁场的宽度为d,线圈下降的位移为3d,则有:
3d=vt-
1 |
2 |
代入解得:d=1m,
所以线圈的长度为:L′=2d=2m.故C错误.
A、在0~t1时间内,cd边从L1运动到L2,通过线圈的电荷量为:q=
△Φ |
R |
BLd |
R |
1×0.5×1 |
2 |
D、0~t3时间内,根据能量守恒得:Q=mg(3d+2d)-
1 |
2 |
1 |
2 |
故选:BD
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