如圖20所示，質(zhì)量為m、邊長為L的正方形線框，從有界勻強磁場上方、離磁場邊界h處由靜止開始下落（下落過程中線圈下邊始終保持水平，不計空氣阻力）。線框每邊電阻為R，勻強磁場的寬度為H（H>L）、磁感應強度為B，重力加速度為g。試求：

（1）當線圈的ab邊剛進入磁場時，它可能做什么運動，并分析各種運動下h的條件．

（2）設ab邊剛進入磁場和剛穿出磁場時都作減速運動，且加速度大小相等。求線框經(jīng)過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

（3）設線圈剛好以勻速運動進入勻強磁場，此時線圈中的電流為I0，且線圈的邊長L=h磁場的寬度H=2h。請在坐標系中定性畫出線圈進入磁場到離開磁場的過程中，線圈中的電流i隨下落高度x變化的圖象。（不需要計算過程，設電流沿abcda如方向為正方向，x以磁場上邊界為起點。）


 

 

【答案】

（1）線圈可能做勻速運動、加速運動、減速運動。

     解得

，線圈勻速進入磁場；，線圈減速進入磁場；，線圈加速進入磁場。

   （2）設ab邊剛進入磁場時的速度為V1，cd邊剛進入磁場時的速度為V2，則ab邊剛穿出磁場的速度為V1、cd邊剛穿出磁場時的速度為V2。從cd邊剛進入磁場到ab邊剛穿出磁場的過程有：

從ab邊剛進入磁場到cd邊剛離開磁場的過程有：

解得        

（3）見答圖

 

【解析】略

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊A自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記入表中． （g取9.8m/s2）
實驗序號 1 2 3 4 5 6 7
斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60 70
傳感器示數(shù)v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.47 3.70
v2（m2/s2） 1.96 3.92 5.86 7.84 8.41 12.04 13.69
（1）選擇適當?shù)奈锢砹吭趫D2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經(jīng)傳感器時的速度與斜面高度的關系圖象；
（2）要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導
線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），高度可以調(diào)節(jié)的斜面，此外還需的器材有
A
A

A．毫米刻度尺  B．天平  C．秒表   D．打點計時器   E．彈簧測力計
（3）由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明判斷機械能守恒的依據(jù)，若不守恒，分析機械能不守恒的原因
圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒
圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?西城區(qū)一模）（1）甲同學欲采用下列器材準確測定一個約20Ω的電阻的阻值．
A．直流電源（10V，內(nèi)阻不計）；
B．開關、導線等；
C．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.03Ω）；
D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.13Ω）；
E．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）；
F．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）；
G．滑動變阻器（0～10Ω，額定電流2A）；
①為測量準確，電流表應選用
D
D
，電壓表應選用
F
F
；（選填代號）
②為了獲得盡可能多的數(shù)據(jù)，該同學采用了“滑動變阻器分壓接法”以調(diào)節(jié)電壓，請在圖1虛線中畫出正確的實驗電路圖，并將圖2中的元件按正確的實驗電路圖連成實驗電路；
③閉合開關，逐次改變滑動變阻器滑動頭的位置，記錄與之對應的電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)U．某次電流表、電壓表的示數(shù)如圖3所示．處理實驗數(shù)據(jù)時，制作如圖4所示的I-U坐標圖，圖中已標注出了幾個與測量對應的坐標點．請將與圖3讀數(shù)對應的坐標點也標在圖4中，并在圖4中把坐標點連成圖線；
④根據(jù)圖4描繪出的圖線可得出這個電阻的阻值為R=
18.0
18.0
Ω．

（2）乙同學設計的“直線運動加速度測量儀”如圖5所示．質(zhì)量為1.00kg的絕緣滑塊B的兩側分別通過一輕彈簧與框架A連接，彈簧的勁度系數(shù)均為100N/m．滑塊B還通過滑動頭與長為12.00cm的電阻CD相連，CD中任意一段的電阻都與其長度成正比．將框架A固定在被測物體上，使彈簧及電阻CD均與物體的運動方向平行．通過電路中指針式直流電壓表的讀數(shù)，可以得知加速度的大�。挥嫺鞣N摩擦阻力．電壓表內(nèi)阻足夠大，直流電源的內(nèi)阻可忽略不計．
設計要求如下：
a．當加速度為零時，電壓表示數(shù)為1.50V；
b．當物體向左以可能達到的最大加速度10.00m/s2加速運動時，電壓表示數(shù)為滿量程3.00V；
c．當物體向右以可能達到的最大加速度10.00m/s2加速運動時，電壓表示數(shù)為0．
①當電壓表的示數(shù)為1.80V時，物體運動加速度的大小為
2
2
m/s2；
②當加速度為零時，應將滑動頭調(diào)在距電阻CD的C端
5
5
cm處；
③應選用電動勢為
3.6
3.6
V的直流電源．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖20所示，質(zhì)量為M =2 kg的小車A靜止在光滑水平面上，A的右端停放有一個質(zhì)量為m =0.4 kg帶正電荷q =0.8 C的小物體B．整個空間存在著垂直紙面向里磁感應強度B =0.5T的勻強磁場，現(xiàn)從小車的左端，給小車A一個水平向右的瞬時沖量I =26 N·s，使小車獲得一個水平向右的初速度，物體與小車之間有摩擦力作用，設小車足夠長，求：

（1）瞬時沖量使小車獲得的動能．

（2）物體B的最大速度．

（3）在A與B相互作用過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能．（g =10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖20所示，質(zhì)量為m、邊長為L的正方形線框，從有界勻強磁場上方、離磁場邊界h處由靜止開始下落（下落過程中線圈下邊始終保持水平，不計空氣阻力）。線框每邊電阻為R，勻強磁場的寬度為H（H>L）、磁感應強度為B，重力加速度為g。試求：

（1）當線圈的ab邊剛進入磁場時，它可能做什么運動，并分析各種運動下h的條件．

（2）設ab邊剛進入磁場和剛穿出磁場時都作減速運動，且加速度大小相等。求線框經(jīng)過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

（3）設線圈剛好以勻速運動進入勻強磁場，此時線圈中的電流為I0，且線圈的邊長L=h磁場的寬度H=2h。請在坐標系中定性畫出線圈進入磁場到離開磁場的過程中，線圈中的電流i隨下落高度x變化的圖象。（不需要計算過程，設電流沿abcda如方向為正方向，x以磁場上邊界為起點。）


 

 

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