【題目】如下圖1所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，其質(zhì)量為0.04kg，電阻為0.4Ω。在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN和PQ是該勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，磁場(chǎng)區(qū)域上下邊界的距離大于線框的邊長(zhǎng)�，F(xiàn)金屬線框由距MN某一高度處從靜止開(kāi)始下落，經(jīng)時(shí)間0.1s后剛好到達(dá)MN邊緣，速度為0.8m/s，線框所受空氣阻力恒定。下圖2是金屬線框由靜止開(kāi)始下落到ad邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t圖像，g=10m/s2。

（1）bc邊從剛好進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域到將要離開(kāi)這一區(qū)域的過(guò)程中線框做的是怎樣的運(yùn)動(dòng)？線框的邊長(zhǎng)是多少m?

（2）bc邊剛好離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)線框的加速度方向是怎樣的？

（3）求線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ad邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力做的功；

（4）求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

【答案】（1）先勻速直線運(yùn)動(dòng)，后勻加速直線運(yùn)動(dòng)，0.08m（2）豎直向上（3）-0.0096J（4）5T

【解析】

（1）由圖2可知，bc邊從剛好進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)中，線框中沒(méi)感應(yīng)電流，只受到重力和阻力的作用，開(kāi)始做勻速加速直線運(yùn)動(dòng)，直到bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界PQ，即線框先勻速直線運(yùn)動(dòng)，后勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

線框的邊長(zhǎng)為：。

（2）線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，線框進(jìn)入磁場(chǎng)方程線框受到的安培力和阻力的合力等于重力，線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，線框bc邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度大于線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，此時(shí)線框受到的安培力和阻力的合力大于重力，線框受到的合力向上，線框的加速度向上。

（3）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度為

由牛頓第二定律可得：

由以上方程解得：

線框加速下落的高度為：

所以線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ad邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方程中空氣阻力做的功：

（4）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中做勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可得：

代入數(shù)據(jù)可得安培力大小：

線框受到的安培力為：

代入數(shù)據(jù)可得：

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，把一電荷量為Q=-5×10-8C的小球A用絕緣細(xì)繩懸起，若將電荷量為q=+4×10-6C的帶電小球B靠近A，當(dāng)兩個(gè)帶電小球在同一高度相距r=0.3m時(shí)，繩與豎直方向夾角α=45°，取g=10m/s2，k=9.0×109N·m2/C2，且A、B兩小球均可視為點(diǎn)電荷，求：

(1)A、B兩球間的庫(kù)侖力大小;

(2)A球的質(zhì)量.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的兩個(gè)表達(dá)式E＝F/q和E＝kQ/r2的敘述,正確的是（ ）

A. E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F是放入電場(chǎng)中的試探電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量

B. E＝kQ/r2是點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式，Q是放入電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷的電荷量

C. E＝F/q是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，F是放入電場(chǎng)中的電荷所受的力，q是放入電場(chǎng)中電荷的電荷量，它適用于任何電場(chǎng)

D. 從點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算式分析庫(kù)侖定律的表達(dá)式F＝，式 是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小，而是點(diǎn)電荷q1產(chǎn)生的電場(chǎng)在q2處的場(chǎng)強(qiáng)的大小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線方向未標(biāo)出圖中C點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，MN為兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點(diǎn)，電場(chǎng)線的分布關(guān)于MN左右對(duì)稱(chēng)則下列說(shuō)法中正確的是　　

A. 這兩點(diǎn)電荷一定是等量異種電荷

B. 這兩點(diǎn)電荷一定是等量同種電荷

C. D,C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等

D. C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在用DIS描繪電場(chǎng)的等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)中

（1）如圖甲所示，在一塊平整的木板上，依次鋪放白紙、________和導(dǎo)電紙，導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面________（選填“向上”或“向下”），用圖釘將它們固定好。

（2）在導(dǎo)電紙上放兩個(gè)與它接觸良好的圓柱形電極，電極A與電源的____極相連作為“正電荷”，電極B與電源的另一極相連作為“負(fù)電荷”。

（3）本實(shí)驗(yàn)中用________傳感器來(lái)探測(cè)等勢(shì)點(diǎn)，用描跡法把等勢(shì)點(diǎn)連接成等勢(shì)線。

（4）在電極A、B的連線上等距離地取a、b、c、d、e共5個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，探測(cè)出它們的等勢(shì)點(diǎn)如圖乙所示，若傳感器的兩個(gè)探針?lè)謩e接觸c點(diǎn)和d點(diǎn)時(shí)的示數(shù)為U1；分別接觸d點(diǎn)和e點(diǎn)時(shí)的示數(shù)為U2，則|U1|________|U2|（選填“>”、“<”或“=”）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光滑的水平面上有一物體在外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，物體的加速度隨時(shí)間變化（a﹣t）的關(guān)系如圖所示。已知t＝0時(shí)物體的速度為2m/s，以此時(shí)的速度方向?yàn)檎较颉Ｏ铝姓f(shuō)法中正確的是（　�。�

A.0～1s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.t＝1s時(shí)物體的速度為4m/s

C.t＝1s時(shí)物體開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)

D.t＝2s時(shí)物體離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖中四個(gè)物體由六個(gè)金屬圓環(huán)組成，圓環(huán)所用材質(zhì)和半徑都相同。2環(huán)較細(xì)，其余五個(gè)粗環(huán)粗細(xì)相同，3和4分別由兩個(gè)相同粗環(huán)焊接而成，在焊點(diǎn)處沿兩環(huán)環(huán)心連線方向割開(kāi)一個(gè)小缺口(假設(shè)缺口處對(duì)環(huán)形、質(zhì)量和電阻的影響均不計(jì))。四個(gè)物體均位于豎直平面內(nèi)。空間存在著方向水平且與環(huán)面垂直、下邊界為過(guò)MN的水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。1、2、3的下邊緣均與MN相切，4的兩環(huán)環(huán)心連線豎直，小缺口位于MN上。已知圓環(huán)的半徑遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的直徑�，F(xiàn)將四個(gè)物體同時(shí)由靜止釋放，則：

A. 1先于2離開(kāi)磁場(chǎng)

B. 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)2和3的速度相等

C. 在離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，1和3產(chǎn)生的焦耳熱一樣多

D. 在離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量，1比4多

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2，接有四個(gè)阻值相同的定值電阻，變壓器初級(jí)線圈接到交流電源上，下面說(shuō)法正確的是(　　)

A. 副線圈電壓是電源電壓的2倍

B. 流過(guò)R1的電流是副線圈上電流的2倍

C. R1上的電功率是R2上電功率的2倍

D. R1上的電功率是R2上電功率的9倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上．一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形．棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱．導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L，開(kāi)始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R0．以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．在t=0時(shí)，一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a．

（1）求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式；

（2）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間拉力F達(dá)到最大值，拉力F的最大值為多少？

（3）某過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W，求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量．

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同步練習(xí)冊(cè)答案