【題目】如圖所示,OPQ為豎直平面內的一個直角邊界,邊界內存在B = 1T、方向垂直紙面向內的磁場。abcd為一邊長l=0.10m、質量m=0.01kg、電阻R= 0.1Ω的勻質正方形導線框,其ab邊離磁場上邊界OP的距離h=0.05m�，F(xiàn)將線框以初速度v0= 2.0m/s水平向右拋出,線框從OP邊界進入磁場,然后在磁場中運動,最后從PQ邊界離開磁場區(qū)域。已知運動過程中,線框ab邊始終與磁場邊界OP平行,重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力,求:

（1）線框cd邊剛進入磁場時線框的速度大小

（2）線框從剛進入磁場到完全離開磁場的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱

【答案】（1）（2）

【解析】（1）設線框ab邊剛進入磁場時線框的速度為v1，由運動學公式可得:v1y2=2gh

線框ab邊剛進入磁場時，ab邊產(chǎn)生的感應電動勢為E=Blv1y

線框ab邊受到安培力F=BIl

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得F=0.1N

即F=mg

故線框勻速進入磁場，cd邊剛進入磁場時線框的速度大小也為v1，又v12=v02+v1y2

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得v1=m/s

（2）線框進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1=mgl=0.01J

設線框ad邊剛離開磁場邊界PQ時線框的速度為v2 ，則水平方向由動量定理得

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得v2x=1m/s

線框cd邊剛進入磁場到線框ad邊剛離開磁場過程中，由動能定理得：

又

線框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2=WF

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得Q2=0.015J

線框從剛進入磁場到完全離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q=Q1+Q2=0.025J

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勁度系數(shù)為k＝50N/m的輕質彈簧與完全相同的導熱活塞A、B不拴接，一定質量的理想氣體被活塞A、B分成兩個部分封閉在可導熱的汽缸內，活塞A、B之間的距離與B到汽缸底部的距離均為l＝1.2m，初始時刻，氣體I與外界大氣壓強相同溫度為T1=300K，將環(huán)境溫度緩慢升高至T2＝440K，系統(tǒng)再次達到穩(wěn)定，A已經(jīng)與彈簧分離，已知活塞A、B的質量均為M=1.0kg．橫截面積為S＝10cm2；外界大氣壓強恒為P0=1.0×105P．不計活塞與汽缸之間的摩擦且密封良好，求活塞A相對初始時刻上升的高度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根靠得很近的平行長直導線①、②，分別通以向上的電流I1、I2，且I1>I2，導線①、②受到的安培力大小分別為F1和F2，則F1______F2（選填“>”、“<”或“=”）；導線①受到的安培力F1的方向為___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平面上，有一質量為M，邊長為l，電阻為R的正方形均勻金屬線框，BC邊與虛線PQ平行，PQ右側有豎直向上的勻強磁場，磁場寬度大于l，磁感應強度大小為B。線框通過一水平細線繞過光滑定滑輪懸掛一質量為m的物體，現(xiàn)由靜止釋放物體，當線框有一半進入磁場時已勻速運動，當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，線框從開始運動到AD邊剛進入磁場過程中

A. 剛釋放線框的瞬間，線框的加速度為

B. 細繩拉力的最小值為

C. 線框恰全部進入磁場時，產(chǎn)生的熱量等于

D. 線框有一半進入磁場時與線框AD邊剛進入磁場時BC兩端的電壓大小之比為3:4

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】宇航員的訓練、競技體育的指導、汽車的設計等多種工作都會用到急動度的概念。急動度j是加速度變化量Δa與發(fā)生這一變化所用時間Δt的比值，即j = ，它的方向與物體加速度變化量的方向相同。一物體從靜止開始做直線運動，其加速度a隨時間t的變化關系如圖，則該物體在

A. t = 0時和t = 2s時加速度等大反向

B. t = 2s時和t = 4s時急動度等大反向

C. 1s～3s內做減速運動

D. 0～5s內速度方向不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈上連接著在水平面內的長直平行金屬導軌,導軌之間存在垂直于導軌平面的勻強磁場,金屬桿MN垂直放置在導軌上,且接觸良好.移動變壓器副線圈上的滑動觸頭可改變副線圈匝數(shù),副線圈上接有一只理想電壓表,滑動變阻器R的總阻值大于定值電阻R0的阻值,線圈L的直流電阻、導軌和金屬桿的電阻都忽略不計.現(xiàn)在讓金屬桿以速度的規(guī)律在導軌上左右來回運動（T為金屬桿運動的周期）,兩燈A、B都發(fā)光.下列說法中正確的是()

A. 只增大T,則燈A變暗、燈B變亮

B. 當時間t=T時,兩燈都亮著,電壓表的示數(shù)為零

C. 只將變阻器R的滑片下滑時,通過副線圈的電流減小,電壓表的示數(shù)變大

D. 只增大v0,兩燈都變亮,桿MN來回運動的最大距離變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組研究木塊與某粗糙木板間的摩擦因數(shù)，步驟如下：

（1）如圖甲，在該木板上放置一木塊，木塊與一水平彈簧左端相連，彈簧右端連接在位置固定的傳感器上．傳感器與木板未接觸．傳感器可以測出彈簧拉力F和對應的木塊位移大小x，數(shù)據(jù)（F，x）可以通過電腦實時同步保存并自動畫出F－x圖象。

（2）調節(jié)裝置使F、x均為0．然后緩慢向左拉動木板．得到多組數(shù)據(jù)（F，x），木塊與木板相對滑動后，控制木板立即靜止，整個過程彈簧始終在彈性限度內．電腦中得到如圖乙F－x圖象。其中Fm、xm為記錄數(shù)據(jù)F、x中的最大值．己知木塊質量為m，重力加速度取g，滑動摩擦力等于最大靜摩捸力．用圖象中獲得的數(shù)據(jù)和己知量表示下列物理量。

①整個過程中彈簧彈性勢能最大值為_____；

②摩擦力對木塊所做的功為____：

③木塊與粗糙板間摩擦因數(shù)＝______．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,水平面上AB間有一長度x=4m的凹槽,長度為L=2m、質量M=1kg的木板靜止于凹槽右側,木板厚度與凹槽深度相同,水平面左側有一半徑R=0.4m的豎直半圓軌道,右側有一個足夠長的圓弧軌道,A點右側靜止一質量m1=0.98kg的小木塊.射釘槍以速度v0=100m/s射出一顆質量m0=0.02kg的鐵釘,鐵釘嵌在木塊中并滑上木板,木板與木塊間動摩擦因數(shù)μ=0.05,其它摩擦不計.若木板每次與A、B相碰后速度立即減為0,且與A、B不粘連,重力加速度g=10m/s2.求:

（1）鐵釘射入木塊后共同的速度V;

（2）木塊經(jīng)過豎直圓軌道最低點C時,對軌道的壓力大小FN;

（3）木塊最終停止時離A點的距離s.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R的透明半球體，在半球體右側平行底面放置一個光屏�，F(xiàn)在有一束平行單色光垂直半球底面射向透明半球體，經(jīng)半球體折射后在光屏上形成光斑，將光屏由半球體頂部向右平移至距頂部處時，光斑逐漸減小為半徑為的圓。已知光在真空中的傳播速度為c，求：

①透明半球體對該單色光的折射率；

②從底面圓心Ｏ處射入的單色光在透明半球體內傳播的時間。

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