【題目】如圖甲所示，一邊長(zhǎng)L＝2.5 m、質(zhì)量m＝0.5 kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合，在水平力F作用下由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)5 s線框被拉出磁場(chǎng)，測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．在金屬線框被拉出的過(guò)程中

(1)求通過(guò)線框截面的電荷量及線框的電阻；

(2)寫出水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式；

(3)已知在這5 s內(nèi)力F做功1.92 J，那么在此過(guò)程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

【答案】(1)1.25 C　4 Ω　(2)F＝(0.2t＋0.1)N (3)1.67 J

【解析】

(1)根據(jù)， It圖象的面積等于電量，則由圖像得：

q＝1.25 C

又根據(jù)

，

得

R＝4 Ω.

(2)由電流圖象可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：

I＝0.1 t(A)

由感應(yīng)電流，可得金屬線框的速度隨時(shí)間也是線性變化的，

v＝＝0.2t(m/s)

線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度

a＝0.2 m/s2

線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

F-FA＝ma

所以水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式為

F＝(0.2t＋0.1)N.

(3)當(dāng)t＝5 s時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度

v5＝at＝1 m/s

線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

Q＝W－mv52＝1.67 J.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M的物體P穿在離心機(jī)的水平光滑滑桿上，P用繩子與另一質(zhì)量為m的物體Q相連。某次離心機(jī)以角速度ω旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)P與轉(zhuǎn)軸的距離為R，P的線速度大小為v。另一次離心機(jī)以角速度2ω旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)（　�。�

A.P受到的向心力大小為mg

B.P與轉(zhuǎn)軸的距離是

C.P與轉(zhuǎn)軸的距離是

D.P的線速度大小為2v

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，有一個(gè)半徑為R的光滑圓軌道，現(xiàn)給小球一個(gè)初速度，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于小球在過(guò)最高點(diǎn)的速度v，下列敘述中正確的是（ ）

A. v的極小值為

B. v由零逐漸增大，軌道對(duì)球的彈力逐漸增大

C. 當(dāng)v由值逐漸增大時(shí)，軌道對(duì)小球的彈力也逐漸增大

D. 當(dāng)v由值逐漸減小時(shí)，軌道對(duì)小球的彈力逐漸增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢(shì)能更低處流動(dòng)的，當(dāng)水不再流動(dòng)時(shí)，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢(shì)能，即水面是等勢(shì)面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水面呈凹狀，如圖所示。這一現(xiàn)象依然可用等勢(shì)面解釋：以桶為參考系，桶中的水還多受到一個(gè)“力”，同時(shí)水還將具有一個(gè)與這個(gè)“力”對(duì)應(yīng)的“勢(shì)能”。為便于研究，在過(guò)桶豎直軸線的平面上，以水面最低處為坐標(biāo)原點(diǎn)、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）在這個(gè)坐標(biāo)系下具有的“勢(shì)能”可表示為。該“勢(shì)能”與小水滴的重力勢(shì)能之和為其總勢(shì)能，水會(huì)向總勢(shì)能更低的地方流動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水表面上的相同質(zhì)量的水將具有相同的總勢(shì)能。根據(jù)以上信息可知，下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A.與該“勢(shì)能”對(duì)應(yīng)的“力”的方向指向O點(diǎn)

B.與該“勢(shì)能”對(duì)應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而減小

C.該“勢(shì)能”的表達(dá)式是選取了y軸處“勢(shì)能”為零

D.穩(wěn)定時(shí)桶中水面的縱截面為圓的一部分

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，正方形線框的邊長(zhǎng)為L，電容器的電容為C，正方形線框的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以k為變化率均勻減小時(shí)，則(　　)

A.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

B.電壓表沒(méi)有讀數(shù)

C.a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)

D.電容器所帶的電荷量為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,先接通S使電容器充電,然后斷開S.當(dāng)增大兩極板間距離時(shí),電容器所帶電荷量Q、電容C、兩板間電勢(shì)差U,電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況是( )

A. Q不變,C變小,U變大,E不變

B. Q變小,C不變,U不變,E變小

C. Q變小,C變小,U不變,E不變

D. Q不變,C變小,U變小,E變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】對(duì)于如圖所示電場(chǎng)中的A、B、C三點(diǎn)，下列判斷正確的是( )

A. B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大

B. A點(diǎn)的電勢(shì)最高

C. 正電荷在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力最大

D. 負(fù)電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小物體A和B通過(guò)輕質(zhì)彈簧和輕繩跨過(guò)光滑定滑輪連接，初狀態(tài)在外力控制下系統(tǒng)保持靜止，輕彈簧處于原長(zhǎng)，且輕彈簧上端離滑輪足夠遠(yuǎn)，A離地面足夠高，物體A和B同時(shí)從靜止釋放，釋放后短時(shí)間內(nèi)B能保持靜止，A下落h高度時(shí)，B開始沿斜面上滑，則下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A. B滑動(dòng)之前，A機(jī)械能守恒

B. B滑動(dòng)之前，A機(jī)械能減小

C. B滑動(dòng)之前，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

D. B滑動(dòng)之后，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，ABC為在豎直平面內(nèi)的金屬半圓環(huán)，AC連線水平，AB為固定在AB兩點(diǎn)間的直金屬棒，在直棒上和圓環(huán)的BC部分分別套著兩個(gè)相同的小環(huán)M、N，現(xiàn)讓半圓環(huán)繞對(duì)稱軸以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，半圓環(huán)的半徑為R，小圓環(huán)的質(zhì)量均為m，棒和半圓環(huán)均光滑，已知重力加速度為g，小環(huán)可視為質(zhì)點(diǎn)，則M、N兩環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為（　�。�

A.B.

C.D.

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