【題目】如圖所示,粗糙斜面的傾角,邊長的正方形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場。一個匝數(shù)匝的剛性正方形線框,邊長為,通過松弛的柔軟導(dǎo)線(對線框的作用力近似為零)與電阻相連,。正方形磁場區(qū)域的一半恰好在正方形線框內(nèi)部。已知線框質(zhì)量,總電阻,與斜面間的動摩擦因數(shù)。從時起,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按的規(guī)律變化,線框能保持一段時間靜止在斜面上。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,,。求:

1)線框不動時,回路中的感應(yīng)電動勢

2時線框所受摩擦力的大小及方向;

3)線框保持不動的時間內(nèi),電阻上產(chǎn)生的熱量是多少?

【答案】(1)2.5V(2) ,摩擦力方向向上(3)2J

【解析】

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計算回路中感應(yīng)電動勢的大;計算出回路中的電流強(qiáng)度,以線框?yàn)檠芯繉ο,判?/span>時線框是否靜止在斜面上,線框靜止在斜面上,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得;分析B的最大值和最小值,求出作用時間,根據(jù)焦耳定律求解電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;

解:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:

所以回路中感應(yīng)電動勢的大小為2.5V

(2)回路中的電流強(qiáng)度為:

根據(jù)楞次定律可得,磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,俯視電流方向?yàn)轫槙r針,根據(jù)左手定則可得安培力方向向上;

以線框?yàn)檠芯繉ο,?dāng)摩擦力方向向下時,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得:

代入數(shù)據(jù)解得:

當(dāng)摩擦力方向向上,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得:

代入數(shù)據(jù)解得:

時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度:,線框靜止在斜面上,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得:

解得:,摩擦力方向向上

(3) 磁感應(yīng)強(qiáng)度從4T減小到0.8T的過程中經(jīng)過的時間為t,則:,

解得:

此過程中線框一直保持靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)焦耳定律可得:

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】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念,下列說法中正確的是( )

A. 根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度BF成正比,與IL成反比

B. 一小段通電導(dǎo)線放存磁感應(yīng)強(qiáng)度為零處,它所受的磁場力一定為零

C. 一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零

D. 磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,與通電導(dǎo)線在該處所受磁場力的方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為放在足夠高的平臺上,平臺表面光滑。質(zhì)量也為的物塊放在水平地面上,物塊與勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧相連,彈簧 與物塊用繞過定滑輪的輕繩相連,輕繩剛好繃緊,F(xiàn)給物塊施加水平向右的拉力(未知),使物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,加速度為,重力加速度為均可視為質(zhì)點(diǎn)。

1)當(dāng)物塊剛好要離開地面時,拉力的大小及物塊的速度大小分別為多少;

2)若將物塊換成物塊,拉力的方向與水平方向成角,如圖乙所示,開始時輕繩也剛好要繃緊,要使物塊離開地面前,物塊一直以大小為的加速度做勻加速度運(yùn)動,則物塊的質(zhì)量應(yīng)滿足什么條件?(

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,帶電荷量為的正電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的點(diǎn),斜面上有兩點(diǎn),且在同一直線上,相距為的中點(diǎn),現(xiàn)將一帶電小球從點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)帶電小球運(yùn)動到點(diǎn)時速度正好又為零,已知帶電小球在點(diǎn)處的加速度大小為,靜電力常量為,求:

1)小球運(yùn)動到點(diǎn)時的加速度;

2)小球所帶電荷量的大小及兩點(diǎn)間的電勢差(用表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系.彈簧秤固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一個光滑的定滑輪,細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫出兩個點(diǎn)P、Q,并測出P、Q間距d開始時將木板置于P處,現(xiàn)緩慢向瓶中加水,直到木板剛剛開始運(yùn)動為止,記下彈簧秤的示數(shù)F0,以此表示滑動摩擦力的大。賹⒛景宸呕卦幉醋,繼續(xù)向瓶中加水后,記下彈簧秤的示數(shù)F1,然后釋放木板,并用秒表記下木板運(yùn)動到Q處的時間t

①木板的加速度可以用dt表示為a= _____;為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是(一種即可)________.

②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn),確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系.下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是_______

③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,它的優(yōu)點(diǎn)是_________

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

C.可以比較精確地測出摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一條帶有圓軌道的長軌道水平固定,圓軌道豎直底端分別與兩側(cè)的直軌道相切,半徑R=0.5m。物塊A以某一速度滑入圓軌道,滑過最高點(diǎn)Q,再沿圓軌道滑出后,與直軌道上P處靜止的物塊B發(fā)生彈性碰撞,P點(diǎn)左側(cè)軌道光滑,右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段長度都為L=0.1m,物塊與各粗糙段間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.5,AB的質(zhì)量均為m=1kg(重力加速度g10m/s2;A、B視為質(zhì)點(diǎn),碰撞時間極短,有陰影的地方代表粗糙段),碰后B最終停止在第100個粗糙段的末端。求:

(1)A剛滑入圓軌道時的速度大小v0;

(2)A滑過Q點(diǎn)時受到的彈力大小F;

(3)碰后B滑至第n(n<100)光滑段上的速度vnn的關(guān)系式。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)近代物理內(nèi)容的敘述,正確的是

A. 天然放射現(xiàn)象中的 射線是原子核外電子躍遷時輻射出的

B. 結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定

C. 若氫原子從n6能級向n1能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則氫原子從n6能級向n2能級躍遷時輻射出的光也一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D. 按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子的動能減小,原子的能量減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,氣墊導(dǎo)軌上質(zhì)量為M的滑塊通過輕質(zhì)細(xì)繩繞過滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼相連,繩子的懸掛點(diǎn)與拉力傳感器相連,遮光條寬度為d.氣源開通后,滑塊在繩子拉力的作用下由靜止釋放,遮光條通過光電門的時間為Δt,拉力傳感器的讀數(shù)為F.不計滑輪質(zhì)量、不計滑輪軸、滑輪與輕質(zhì)細(xì)繩之間的摩擦.

(1) 某同學(xué)用螺旋測微器測遮光條寬度,螺旋測微器示數(shù)如圖乙所示,d________mm.

(2) 某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究繩子拉力對滑塊做功與滑塊動能變化的關(guān)系,記錄滑塊釋放時遮光條與光電門的距離L及其通過光電門的時間Δt,得到一系列LΔt的數(shù)據(jù),通過圖象法處理數(shù)據(jù)時,為了獲得線性圖象應(yīng)作________(選填 ”或)圖象,該圖象的斜率k________(用題中字母表示)

(3) 該小組同學(xué)利用所測數(shù)據(jù)計算發(fā)現(xiàn):繩子拉力F做的功總小于滑塊動能的變化量.若實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的測量均是準(zhǔn)確的,分析出現(xiàn)這一意外情況的可能原因是________

A. “沒有滿足鉤碼質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M這一條件

B. 滑塊運(yùn)動過程中存在阻力

C. 沒有調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平

D. 拉滑塊的細(xì)繩與氣墊導(dǎo)軌不平行

(4) 在排除意外情況后,用上述裝置和相應(yīng)數(shù)據(jù)研究系統(tǒng)(含滑塊、鉤碼)機(jī)械能是否守恒,若運(yùn)動過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則滿足下列________關(guān)系式.

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三條平行等間距的虛線表示電場中的三個等勢面,電勢值分別為10V、20V、30V,實(shí)線是一帶電粒子(不計重力)在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動軌跡,a、b、c是軌跡上的三個點(diǎn),下列說法正確的是()

A. 粒子在三點(diǎn)所受的電場力不相等

B. 粒子在三點(diǎn)的電勢能大小關(guān)系為Epc<Epa<Epb

C. 粒子必先過a,再到b,然后到c

D. 粒子在三點(diǎn)所具有的動能大小關(guān)系為Ekb>Eka>Ekc

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同步練習(xí)冊答案