【題目】如圖,勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面向里,寬度為,上、下邊界與地面平行,下邊界與地面相距.將一個邊長為,質(zhì)量為m,總電阻為R的正方形剛性導電線框ABCD置于勻強磁場區(qū)域上方,線框CD邊與磁場上邊界平行,從高于磁場上邊界h的位置靜止釋放,h的值能保證AB邊勻速通過磁場區(qū)域.從AB邊離開磁場到CD邊落在地面所用時間是AB邊界通過磁場時間的2倍(重力加速度為g),求:

(1)線框通過磁場過程中電流的方向;

(2)磁場區(qū)域磁感應(yīng)強度的大;

(3)根據(jù)CD邊剛進入磁場時線框加速度a與h的函數(shù)關(guān)系,分析h在不同情況下加速度的大小和方向,計算線框通過磁場區(qū)域產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)cd邊在磁場中時電流方向為DCBAD,AB邊在磁場中時電流方向為ABCDA;(2);(3mgh

【解析】(1)根據(jù)楞次定律,線框中電流方向:cd邊在磁場中時為DCBAD,AB邊在磁場中為ABCDA;

(2)設(shè)線框AB邊在磁場中做勻速運動的速度大小為v1,穿過磁場的時間為t,AB邊切割磁場產(chǎn)生的電動勢為E,線框中電流為I,則:

mg=IlB ①

E=lv1B ②

I=

①②③解得:B=

l=v1t ⑤

依據(jù)題意和勻變速直線運動的規(guī)律,得:

⑤⑥解得:

④⑦解得:

(3)設(shè)線框CD邊剛進入磁場時,速度大小為v,加速度大小為a,線框產(chǎn)生的電動勢為E,電流為I,線框通過磁場區(qū)域產(chǎn)生的熱量為Q;

由動能定理得:mgh= -0,

解得:v= ;

根據(jù)切割公式和歐姆定律,有:I=

由牛頓第二定律得:mg﹣IlB=ma ⑩

⑩解得:a=(1﹣g;

當h=2l時,a=0

當h2l時,加速度大小為(﹣1)g,方向豎直向上;

當h2l時,加速度大小為(1﹣)g,方向豎直向下;

根據(jù)能量守恒定律,有:Q=mg(h+2l

⑾解得:Q=mgh;

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接.下列說法中正確的是( )

A. 開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片P勻速滑動,會使電流計指針靜止在中央零刻度

B. 線圈A插入線圈B中后,開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn)

C. 開關(guān)閉合后,線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn)

D. 開關(guān)閉合后,只有滑動變阻器的滑片P加速滑動,電流計指針才會偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量相同的小球AB分別懸掛在長為L2L不伸長的繩的末端,將繩的另一端懸掛在等高的天花板上,如圖將小球拉直至水平位置,從靜止釋放,則當兩球達到最低點時

A. 速度一樣大

B. 動能一樣大

C. 機械能一樣大

D. 所受的拉力一樣大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】指針式多用表是實驗室中常用的測量儀器。請完成下列問題:

(1)使用多用表未接入電路時,指針如圖()所示,接著的具體操作_________________________。調(diào)整好后將選擇開關(guān)撥至“50mA”擋,將多用表串聯(lián)入待測電路中,指針如圖()所示,電路中電流

__________mA。

(2)使用多用表測電阻時,將選擇開關(guān)撥至“×10”擋,進行歐姆調(diào)零。將兩表筆接待測電阻兩端,指針如圖()示,為了使多用電表測量的結(jié)果更準確,該同學接著應(yīng)該進行哪些操作?請從下面的操作中選出合理的步驟并進行正確排序_________________

A.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向歐姆擋零刻度線

B.將選擇開關(guān)撥至“×100”

C.將選擇開關(guān)撥至“×1”

D.測量完畢后將選擇開關(guān)撥至“OFF”

E.再將待測電阻接到兩表筆之間測量其阻值并讀出讀數(shù)

經(jīng)以上正確操作,將兩表筆接待測電阻兩端時,指針如圖()所示,待測電阻為__________Ω。

(3)如圖是一個多用表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖.電流表滿偏電流為0.5mA、內(nèi)阻為10Ω;電池電動勢為1.5V、內(nèi)阻為,變阻器R0阻值為0~5000Ω.該歐姆表的刻度值是按電池電動勢為1.5V刻度的,當電池的電動勢下降到1.45V、內(nèi)阻增大到時仍可調(diào)零。調(diào)零后R0阻值將變___________ (”),若測得某待測電阻阻值為300Ω,則這個待測電阻的真實阻值是_______________Ω。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在天體運動中,將兩顆彼此相距較近的星體稱為雙星.它們在相互的萬有引力作用下間距保持不變,并沿半徑不同的同心圓軌道做勻速圓周運動.如果雙星間距為L,質(zhì)量分別為M1M2,引力常量為G,試計算:

1雙星的軌道半徑R1、R2;

2雙星的運行周期T;

3雙星的線速度v1v2.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩塊量程均為0~10mA但內(nèi)阻未知的電流表A1、A2,現(xiàn)通過如圖所示電路來測量其中一電流表的電阻。

(1)連接電路,將滑動變阻器R1的滑片滑到最_________端(填),閉合電建S;

(2)將電阻箱R2調(diào)到某一阻值,然后調(diào)整滑動變阻器R1滑片的位置,使兩電流表均有較大幅度的偏轉(zhuǎn);

(3)記錄此時兩電流表的讀數(shù)I1、 I2和電阻箱的阻值R2;

(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以得到電流表_________“A1“A2”)的阻值I1=6.0mA,I2=9.0mA,R2=23.6Ω,則該電流表的電阻為________Ω;

(5)多次測量,計算該電流表電阻的平均值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著人們生活水平的提高,高爾夫球?qū)⒅饾u成為普通人的休閑娛樂.如圖所示,某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個質(zhì)量為m的高爾夫球,由于恒定的水平風力作用,高爾夫球豎直地落入距擊球點水平距離為LA穴,則( )

A. 球被擊出后做平拋運動

B. 該球在空中運動的時間為

C. 該球被擊出時的初速度大小為

D. 球被擊出后受到的水平風力大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】右圖為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗裝置的示意圖,熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的AB、CD四個位置時,觀察到的現(xiàn)象,下述說法中正確的是(

A. 放在A位置時,相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最少

B. 放在B 位置時,相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)比A位置時稍多些

C. 放在C位置時,屏上觀察不到閃光

D. 放在D 位置時,屏上仍能觀察一些閃光,但次數(shù)極少

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【題目】如圖,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為,帶電荷量為,小球可在棒上滑動,現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強磁場和勻強電場中.設(shè)小球電荷量不變,小球由靜止開始下滑的過程中

A. 小球加速度一直增大 B. 小球速度一直增大,直到最后勻速

C. 桿對小球的彈力先減小后反向增大 D. 小球所受洛倫茲力一直增大

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