如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過(guò)寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f，且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．求：
（1）線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2；
（2）線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1；
（3）線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．
（1）線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間有
mg=f+
B2a2v2
R
，解得v2=
(mg-f)R
B2a2

線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2=
(mg-f)R
B2a2

（2）由動(dòng)能定理，線框從離開(kāi)磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn)的過(guò)程
0-（mg+f）h=0-
1
2
mv12①
線圈從最高點(diǎn)落至進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間：
（mg-f）h=
1
2
mv22②
由①②得v1=
mg+f
mg-f
v2=
(mg)2-f2
R
B2a2

線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1=
(mg)2-f2
R
B2a2

（3）線框在向上通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，由能量守恒定律有：
1
2
mv02-
1
2
mv12=Q+（mg+f）（a+b）而v0=2v1
Q=
3
2
m[(mg)2-f2]
R2
B4a4
-(mg+f)(a+b)
線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=
3
2
m[(mg)2-f2]
R2
B4a4
-(mg+f)(a+b)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為（　�。�
A．π：2B．2π：1C．π：1D．2：π

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在圓形線圈開(kāi)口處接一平行板電容器，線圈的一部分置于周期性變化的磁場(chǎng)中，規(guī)定磁場(chǎng)向內(nèi)為B的正方向，那么放在平行板中間的電子的加速度方向在同一周期內(nèi)的變化是（電子未碰板）
A．向上，向下，向下，向上B．向下，向上，向下，向上
C．向上，向下，向上，向下D．向下，向上，向上，向下

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示,光滑絕緣水平桌面上有一矩形線圈abcd,當(dāng)線圈進(jìn)入一個(gè)有明顯邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)前以v做勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),其動(dòng)能恰好等于ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)前時(shí)的一半.則(    )
A．線圈cd邊剛剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)恰好停止
B．線圈停止運(yùn)動(dòng)時(shí),一部分在磁場(chǎng)中,一部分在磁場(chǎng)外
C．cd邊離開(kāi)磁場(chǎng)后,仍能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)
D．因條件不足,以上三種情況都有可能

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，a、b是完全相同的導(dǎo)體棒，靜止于水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌上．勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下．若給a棒以8J的初動(dòng)能，使之向左運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，則整個(gè)過(guò)程a棒產(chǎn)生的最大熱量是（　　）
A．2JB．1JC．4JD．0.5J

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線圈abcd，電阻r，外電路的電阻為R，a、b的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線圈從圖示位置開(kāi)始，以角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷正確的是
A．圖示位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為Em=BL2
B．閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為
C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=
D．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180o的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電荷量為

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料，不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制（Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線）。兩線圈在距磁場(chǎng)上界面高處由靜止開(kāi)始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界。設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時(shí)的速度大小分別為、，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為、,不計(jì)空氣阻力，則
A．
B．
C．
D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，磁場(chǎng)方向如圖所示，磁感強(qiáng)度B=0.5T，導(dǎo)體ab及cd長(zhǎng)均為0.2m，電阻均為0.1Ω，重均為0.1N，現(xiàn)用力向上推動(dòng)導(dǎo)體ab，使之勻速上升（與導(dǎo)軌接觸良好），此時(shí)，cd恰好靜止不動(dòng)，那么ab上升時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．a(chǎn)b受到的推力大小為2N
B．a(chǎn)b向上的速度為2m/s
C．在2s內(nèi)，推力做功轉(zhuǎn)化的電能是0.8J
D．在2s內(nèi)，推力做功為0.6J

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（13分）如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)，左導(dǎo)軌與水平面夾30°角，右導(dǎo)軌與水平面夾60°角，左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場(chǎng)中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上，已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時(shí)無(wú)初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時(shí)，ab桿才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒的速度
（2）以上過(guò)程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？

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