如圖所示，質(zhì)量為m、邊長為L的正方形閉合線圈從有理想邊界的水平勻強磁場上方h高處由靜止起下落，磁場區(qū)域的邊界水平，磁感應強度大小為B．線圈的電阻為R，線圈平面始終在豎直面內(nèi)并與磁場方向垂直，ab邊始終保持水平．若線圈一半進入磁場時恰開始做勻速運動，重力加速度為g．求：

（1）線圈一半進入磁場時勻速運動的速度v．
（2）從靜止起到達到勻速運動的過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱Q
（3）從線圈cd邊進入磁場到開始做勻速運動所經(jīng)歷的時間t
（1）（2）（3）

試題分析：（1）線圈勻速運動時，受到的重力和安培力平衡    
    （1分）
     （2分）
得：   （2分）
（2）線圈從開始下落到勻速運動過程中，由能量守恒定律
          （2分）
得：     （2分）
（3）設線圈進入磁場過程中的加速度為a
        （2分）

線圈進入磁場過程中，設極短時間內(nèi)的速度變化為
             
又 
                （2分）

其中               （1分）
           （2分）
點評：本題難度較大，線圈進入磁場時勻速運動，說明重力和安培力大小相等，在穿出磁場過程中線圈減小的重力勢能轉化為動能和焦耳熱
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場，Y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標位置(-L，0)處，以初速度v0沿x軸正方向開始運動，且已知 L=mv02/Eq(重力不計)，試求：

使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d 應滿足的條件．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，陰極射線管接通電源后，電子束由陰極沿x軸正方向射出，在熒光板上會看到一條亮線．要使熒光板上的亮線向z軸負方向偏轉，可采用的方法是
A．加一沿y軸負方向的磁場B．加一沿z軸正方向的磁場
C．加一沿y軸正方向的電場D．加一沿z軸負方向的電場

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

在科學研究中，可以通過施加適當?shù)碾妶龊痛艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電粒子運動的控制。如圖所示的xOy平面處于勻強電場和勻強磁場中，電場強度E和磁感應強度B隨時間t做周期性變化的圖象如圖所示。x 軸正方向為E的正方向，垂直紙面向里為B的正方向。在坐標原點O有一粒子P，其質(zhì)量和電荷量分別為m和+q.不計重力。在t=時刻釋放P，它恰能沿一定軌道做往復運動。

（1）求P在磁場中運動時速度的大小v0；
（2）求B0應滿足的關系；
（3）在t0（0＜t0＜）時刻釋放P，求P速度為零時的坐標。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在x＞0的空間中，存在沿x軸方向的勻強電場，電場強度E＝10 N/C；在x＜0的空間中存在垂直于xOy平面方向的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5 T。一帶負電的粒子（比荷q/m＝160 C/kg），在x＝0.06 m處的D點以v0＝8 m/s的初速度沿y軸正方向開始運動，不計帶電粒子的重力。求：

（1）帶電粒子開始運動后第一次通過y軸時距O點的距離。
（2）帶電粒子開始運動后第一次通過y軸的速度大小和方向；
（3）帶電粒子進入磁場后經(jīng)多長時間返回電場；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

勻強電場的方向沿x軸正方向，電場強度E隨x的分布如圖所示，圖中E0和d均為已知量．將帶正電的質(zhì)點A在O點由靜止釋放．A離開電場足夠遠后，再將另一帶正電的質(zhì)點B放在O點也由靜止釋放．當B在電場中運動時，A、B間的相互作用力及相互作用能均為零；B離開電場后，A、B間的相互作用視為靜電作用．已知A的電荷量為Q，A和B的質(zhì)量分別為m和．不計重力．
（1）求A在電場中的運動時間t；
（2）若B的電荷量為q=Q，求兩質(zhì)點相互作用能的最大值Epm；
（3）為使B離開電場后不改變運動方向，求B所帶電荷量的最大值qm．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，相互垂直的勻強電場和勻強磁場，其電場強度和磁感應強度分別為E和B，一個質(zhì)量為m，帶正電荷量為q的油滴，以水平速度v0從a點射入，經(jīng)一段時間后運動到b.試計算：

(1)油滴剛進入疊加場a點時的加速度．
(2)若到達b點時，偏離入射方向的距離為d，此時速度大小為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一個壓敏電阻元件，其阻值與其兩端所加電壓成正比，即R=kU，式中k為已知的常數(shù)．框架上有一質(zhì)量為m，離地高為h的金屬棒，金屬棒與框架始終接觸良好無摩擦，且保持水平，磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直于框架平面向里．今將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運動，不計金屬棒電阻，重力加速度為g．試求：

（1）金屬棒運動過程中，流過棒的電流大小和方向；
（2）金屬棒落到地面時的速度大��；
（3）金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，真空有一個半徑r="0.5" m的圓形磁場，與坐標原點相切,磁場的磁感應強度大小B=2×10-3 T,方向垂直于紙面向里，在x=r處的虛線右側有一個方向豎直向上的寬度為L1="0.5" m的勻強電場區(qū)域，電場強度E=1.5×103 N/C。在x="2" m處有一垂直x方向的足夠長的熒光屏，從O點處向不同方向發(fā)射出速率相同的荷質(zhì)比=1×109 C/kg帶正電的粒子，粒子的運動軌跡在紙面內(nèi)，一個速度方向沿y軸正方向射入磁場的粒子，恰能從磁場與電場的相切處進入電場。不計重力及阻力的作用。求：

（1）粒子進入電場時的速度和沿y軸正方向射入的粒子在磁場中運動的時間？
（2）從O點入射的所有粒子經(jīng)磁場偏轉后出射的速度方向有何特點？請說明理由。
（3）速度方向與y軸正方向成30°（如圖中所示）射入磁場的粒子，最后打到熒光屏上，該發(fā)光點的位置坐標。

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