【題目】(18分)如圖所示,凸字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m,相鄰各邊互相垂直,且處于同一豎直平面內(nèi),ab邊長為l,cd邊長為2l,ab與cd平行,間距為2l。勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界均水平,磁場方向垂直于線框所在平面。開始時(shí),cd邊到磁場上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放,從cd邊進(jìn)入磁場直到ef、pq邊進(jìn)入磁場前,線框做勻速運(yùn)動,在ef、pq邊離開磁場后,ab邊離開磁場之前,線框又做勻速運(yùn)動。線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q。線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi),且aB.cd邊保持水平,重力加速度為g;求

(1)線框ab邊將離開磁場時(shí)做勻速運(yùn)動的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的 幾倍

(2)磁場上下邊界間的距離H

【答案】(1); (2)

【解析】設(shè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小寫為B,cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框做勻速運(yùn)動的速度為v1,cd邊上的感應(yīng)電動勢為E1,由法拉第電磁感應(yīng)定律可得:

設(shè)線框總電阻為R,此時(shí)線框中電流為I1,由閉合電路歐姆定律可得:

設(shè)此時(shí)線械所受安培力為F1,有:

由于線框做勻速運(yùn)動,故受力平衡,所以有:

聯(lián)立解得:

設(shè)ab邊離開磁場之前,線框做勻速運(yùn)動的速度為v2,同理可得:

故可知:

(2線框自釋放直到cd邊進(jìn)入磁場前,由機(jī)械能守恒定律可得:

線框完全穿過磁場的過程中,由能量守恒定律可得:

聯(lián)立解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)電場中,將質(zhì)量相等的兩個(gè)帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一豎直線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,則

AM的帶電量一定比N的大

BM一定帶負(fù)電荷,N一定帶正電荷

C靜止時(shí)M受到的合力比N的大

D移動過程中勻強(qiáng)電場對M做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】使用顯微鏡時(shí),被觀察物體離物鏡的距離( 。
A.小于焦距
B.等于2倍焦距
C.小于2倍焦距,大于1倍焦距
D.大于2倍焦距

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線MN下方空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度,豎直面內(nèi)固定一半徑的絕緣且粗糙的半圓形軌道BC,該軌道的最高點(diǎn)B恰位于虛線MN上,最低點(diǎn)C的切線方向與水平方向夾角為。某一質(zhì)量的帶電物塊以的速度水平向右飛行,在A點(diǎn)突然爆炸,分成質(zhì)量相等的兩塊,其中一塊以的速度向相反方向飛出,另一塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在空中運(yùn)動一段時(shí)間后,恰好從B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入半圓形軌道,沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動至末端點(diǎn)C時(shí)速度大小為,且剛好能沿切線方向做直線運(yùn)動。已知,重力加速度,試求:

(1)物塊在B點(diǎn)時(shí)的速度大小。

(2)沿軌道運(yùn)動的物塊帶何種電荷?電荷量是多少?

(3)物塊在半圓形軌道中克服摩擦力所做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖為氫原子的能級圖,已知可見光的光子的能量范圍為1.62~3.11 eV,鋅板的電子逸出功為3.34 eV,那么對氫原子在能級躍遷的過程中輻射或吸收光子的特征認(rèn)識正確的是( )

A. 用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鋅板,一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

B. 用能量為11.0 eV的自由電子轟擊,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

C. 處于n=2能級的氫原子能吸收任意頻率的紫外線

D. 處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線,并且使氫原子電離

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著越來越高的摩天大樓在世界各地的落成,而今普遍使用的鋼索懸掛式電梯已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代生活的需求。這是因?yàn)殇撍鞯拈L度隨著樓層的增高而相應(yīng)增加,這些鋼索會由于承受不了自身的重力,還沒有掛電梯就會被拉斷。為此,科學(xué)技術(shù)人員開發(fā)一種利用磁力的電梯,用磁動力來解決這個(gè)問題。如圖10所示是磁動力電梯示意圖,即在豎直平面上有兩根很長的平行豎直軌道,軌道間有垂直軌道平面交替排列的勻強(qiáng)磁場B1B2B1=B2=1.0T,B1B2的方向相反,兩磁場始終豎直向上作勻速運(yùn)動。電梯轎廂固定在如圖所示的金屬框abcd內(nèi)(電梯轎廂在圖中未畫出),并且與之絕緣。已知電梯載人時(shí)的總質(zhì)量為4.75×103kg,所受阻力f=500N,金屬框垂直軌道的邊長,兩磁場的寬度均與金屬框的邊長相同,金屬框整個(gè)回路的電阻g10m/s2。假如設(shè)計(jì)要求電梯以的速度勻速上升,求:

(1)金屬框中感應(yīng)電流的大小及圖示時(shí)刻感應(yīng)電流的方向;

(2)磁場向上運(yùn)動速度的大。

(3)該磁動力電梯以速度向上勻速運(yùn)動時(shí),提升轎廂的效率。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】四個(gè)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動,它們的速度時(shí)間圖象分別如下圖所示,下列說法中正確的是

A. 四個(gè)質(zhì)點(diǎn)在第1秒內(nèi)的加速度大小相同

B. 在第2秒末,質(zhì)點(diǎn)(2)回到出發(fā)點(diǎn)

C. 在第2秒內(nèi),質(zhì)點(diǎn)(1)(3)(4)做加速運(yùn)動

D. 在第2秒末,質(zhì)點(diǎn)(1)(2)離出發(fā)點(diǎn)位移相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為2kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在離地面高h=2m的A點(diǎn)沿粗糙弧形軌道以初速度v0= 3m/s開始下滑,到B點(diǎn)的速度為6m/s,通過粗糙水平軌道BC后,再沿著光滑的半圓軌道運(yùn)動.已知滑塊與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,且C、O、D三點(diǎn)在同一豎直線上,設(shè)水平軌道長BC=x,光滑半圓軌道的半徑大小為0.5m,重力加速度g=10m/s2

(1)滑塊從A到達(dá)B摩擦力做的功;

(2)若滑塊恰好通過圓軌道最高點(diǎn)D,水平軌道長x為多大?

(3)在坐標(biāo)系內(nèi)畫出滑塊過D點(diǎn)對圓軌道的壓力F與水平軌道長x之間關(guān)系圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我們在生物課上經(jīng)常使用顯微鏡,請你回憶使用顯微鏡的過程,提出一個(gè)與光學(xué)內(nèi)容有關(guān)的問題,并作出解釋.

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