【題目】如圖所示,在高度差h0.5m的平行虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.5T,方向垂直于豎直平面向里.正方形線框abcd,其質(zhì)量為m0.1kg,邊長(zhǎng)為L0.5m,電阻為R0.5Ω,線框平面與豎直平面平行.線框靜止在位置I時(shí),cd邊與磁場(chǎng)的下邊緣有一段距離,現(xiàn)用一豎直向上的恒力F4.0N向上拉動(dòng)線框,使線框從位置無(wú)初速的向上運(yùn)動(dòng),并穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,最后到達(dá)位置ab邊剛好出磁場(chǎng)).線框平面在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終在豎直平面內(nèi),且cd邊保持水平.設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框恰好開始做勻速運(yùn)動(dòng).求:

(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前與磁場(chǎng)下邊界的距離H;

(2)線框從位置運(yùn)動(dòng)到位置的過(guò)程中,恒力F做的功及線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量.

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)在恒力作用下,線圈開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)線圈的加速度為a,據(jù)牛頓第二定律有:F-mg=ma

解得a=30m/s2

從線圈進(jìn)入磁場(chǎng)開始做勻速運(yùn)動(dòng),速度為v1,則:

cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv1

線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I=E/R

線框所受的安培力為F=BIL

因線框做勻速運(yùn)動(dòng),則有F=F+mg

聯(lián)立上述幾式,可解得v1=FR-mgR)/B2L2=24m/s

v12=2aH解得H=9.6m

(2)恒力F做的功W=FH+L+h)=42.4J

cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊離開磁場(chǎng)的過(guò)程中,拉力所做的功等于線框增加的重力勢(shì)能和產(chǎn)生的熱量Q,即

FL+h)=mgL+h)+Q

解得:Q=F-mg)(L+h)=3.0J

Q=I2Rt=BLv/R2Rh/v+L/v)=3.0J

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖是 a、b 兩光分別經(jīng)過(guò)同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣,則

A. 從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射是 b 光臨界角大

B. 在同種均勻介質(zhì)中,a 光的傳播速度比 b 光的大

C. 照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),a 光的飽和電流大

D. 若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷發(fā)生,產(chǎn)生 a 光的能級(jí)能量差小

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A. 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將減小

B. 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度增大

C. 地球同步定點(diǎn)衛(wèi)星的高度增大

D. 地球同步定點(diǎn)衛(wèi)星的角速度增大

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【題目】小明同學(xué)采用如圖 1 所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn).圖 1是即將啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)的場(chǎng)景,圖 2 是備選的測(cè)量器材

(1)除了圖 1 裝置中的器材之外,還必須從圖 2 中選取實(shí)驗(yàn)器材,其名稱是________ ;

(2)指出圖 1 裝置中不合理的地方 __________(一處);

(3)在實(shí)際的測(cè)量中,重物減少的重力勢(shì)能通常會(huì)______ (選填略大于等于略小于)增加的動(dòng)能,這樣產(chǎn)生的誤差屬于 __________(選填系統(tǒng)誤差偶然誤差);

(4)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒,在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v,描繪 v 2 h 圖象,并做如下判斷:若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。

請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確并說(shuō)明原因___________

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【題目】如圖所示,某種洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí),與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣,通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進(jìn)水量.設(shè)封閉空氣溫度不變,當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位升高,則細(xì)管中被封閉的空氣

A. 單位體積分子數(shù)增大

B. 分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增加

C. 氣體一直向外界放熱

D. 氣體一直對(duì)外界做功

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【題目】如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,球位于B球的正上方,質(zhì)量相等的兩個(gè)小球以相同初速度水平拋出,它們最后落在水平面上同一點(diǎn),其中只有一個(gè)小球帶電,不計(jì)空氣阻力,下例判斷正確的是

A. 如果A球帶電,則A球一定帶負(fù)電

B. 如果A球帶電,則A球的電勢(shì)能一定增加

C. 如果B球帶電,則B球一定帶負(fù)電

D. 如果B球帶電,則B球的電勢(shì)能一定增加

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【題目】以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開始計(jì)時(shí),一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略,另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比,下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可能正確的是

A. B.

C. D.

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【題目】質(zhì)量為m,電阻率為p,橫截面為A的均勻薄金屬條圍成邊長(zhǎng)為x的閉合正方形框abb′a′.如圖所示,金屬方框置于磁極的狹縫間,方框平面與磁場(chǎng)方向平行.設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于兩個(gè)相對(duì)磁極之間,其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì),可認(rèn)為方框的a a′邊和b b′邊都處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.方框從靜止開始釋放,其平面在下落過(guò)程中保持水平(不計(jì)空氣阻力,導(dǎo)體的電阻R=,其中ρ為導(dǎo)體的電阻率,L為導(dǎo)體的長(zhǎng)度,S為導(dǎo)體的橫截面.)

(1)請(qǐng)判斷圖2中感應(yīng)電流的方向;

(2)若方框未到底端前速度已達(dá)最大,求方框的最大速度vm;

(3)當(dāng)方框下落的加速度為g時(shí),求方框的發(fā)熱功率P.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,MNPQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌,其間距為L,導(dǎo)軌彎曲部分光滑,平直部分粗糙,固定在水平面上,右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻,平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高為h 處由靜止釋放,到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止。己知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好,則金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中(

(重力加速度為g

A. 金屬棒克服安培力做的功等于金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱

B. 金屬棒克服安培力做的功為mgh

C. 金屬棒產(chǎn)生的電熱為

D. 金屬棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

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