【題目】如圖所示，有理想邊界的兩個勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，兩邊界間距s=0.1m．一邊長L=0.2m的正方形線框abcd由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成，總電阻R=0.4Ω�，F(xiàn)使線框以v=2m/s的速度從位置I勻速運(yùn)動到位置Ⅱ。

(1)求cd邊未進(jìn)入右方磁場時線框所受安培力的大小．

(2)求整個過程中線框所產(chǎn)生的焦耳熱．

(2)在坐標(biāo)圖中畫出整個過程中線框a、b兩點(diǎn)的電勢差Uab隨時間t變化的圖線．

【答案】(1)5x10-2N；(2)0.01J；(3)如圖：

【解析】

（1）cd邊未進(jìn)入右方磁場時線框時，ab邊切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，大小為:

E=BLv=0.5×0.2×2V=0.2V
由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流大小為：

ab邊受到的安培力大小為F安=BIL=0.5×0.05×2N=0.05N
（2）設(shè)克服安培力做得功為W安，由功能關(guān)系得：整個過程中線框所產(chǎn)生的焦耳熱

Q=2W安=2F安s=2×0.05×0.1J=0.01J
（3）cd邊未進(jìn)入磁場，ab兩端電勢差Uab＝E＝0.15V，由楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向沿順時針方向，則a的電勢高于b的電勢，Uab為正。
cd邊進(jìn)入磁場后，線框中雖然感應(yīng)電流為零，但ab兩端仍有電勢差，由右手定則判斷可知，a的電勢高于b的電勢，Uab為正，所以Uab=E=0.20V
ab邊穿出磁場后，只有cd邊切割磁感線，由右手定則知，a點(diǎn)的電勢高于b的電勢，Uab＝E＝0.05V．

整個過程中線框a、b兩點(diǎn)的電勢差Uab隨時間t變化的圖線如下圖所示：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】太陽系中某行星A運(yùn)行的軌道半徑為R,周期為T,但科學(xué)家在觀測中發(fā)現(xiàn),其實(shí)際運(yùn)行的軌道與圓軌道存在一些偏離,且每隔時間t發(fā)生一次最大的偏離,天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的可能原因是A外側(cè)還存在著一顆未知行星B,它對A的萬有引力引起A行星軌道的偏離,假設(shè)其運(yùn)行軌道與A在同一平面內(nèi),且與A的繞行方向相同,由此可推測未知行星B繞太陽運(yùn)行的圓軌道半徑為( )

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在某項(xiàng)科研實(shí)驗(yàn)中，需要將電離后得到的氫離子(質(zhì)量為m、電量為+e)和氦離子(質(zhì)量為4m、電量為+2e)的混合粒子進(jìn)行分離。小李同學(xué)嘗試設(shè)計了如圖甲所示的方案：首先他設(shè)計了一個加速離子的裝置，讓從離子發(fā)生器逸出的離子經(jīng)過P、Q兩平行板間的電場加速獲得一定的速度，通過極板上的小孔S后進(jìn)入Q板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)到達(dá)磁場邊界的不同位置，被離子接收器D接收從而實(shí)現(xiàn)分離。P、Q間的電壓為U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，裝置放置在真空環(huán)境中，不計離子之間的相互作用力及所受的重力，且離子進(jìn)入加速裝置時的速度可忽略不計。求：

（1）氫離子進(jìn)入磁場時的速度大��；

（2）氫、氦離子在磁場中運(yùn)動的半徑之比，并根據(jù)計算結(jié)果說明該方案是否能將兩種離子分離；

（3）小王同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的另一方案：在Q板右側(cè)空間中將磁場更換為勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，離子垂直進(jìn)入電場。請你論證該方案能否將兩種離子分離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，將長方形導(dǎo)線框abcd垂直磁場方向放入勻強(qiáng)磁場B中，規(guī)定垂直ab邊向右為ab邊所受安培力F的正方向，F隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示。選取垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，不考慮線圈的形變，則B隨時間t的變化關(guān)系可能是下列選項(xiàng)中的（ ）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物體以水平方向初速度時，小物體對球頂恰無壓力，則下列說法錯誤的是（　�。�

A. 物體立即離開球面做平拋運(yùn)動B. 物體落地時水平位移為

C. 物體的初速度為D. 物體著地時速度方向與地面成45°角

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于原子和原子核的結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是（ ）

A. 湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，并測量出了電子的電量，從而認(rèn)識到原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的

B. 盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)得到這樣的結(jié)論：電子在庫侖力的作用下繞原子核做圓周運(yùn)動，并且電子的軌道是量子化的

C. 盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了質(zhì)子和中子的存在，質(zhì)子和中子是原子核的組成部分，統(tǒng)稱為核子

D. 瑪麗居里夫婦發(fā)現(xiàn)了天然放射性元素鐳，約里奧居里夫如發(fā)現(xiàn)了人工放射性同位素

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在一個半徑為R的圓形區(qū)坡內(nèi)存在微感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個比荷為的正粒子，從A點(diǎn)沿與AO夾角的方向射入勻強(qiáng)磁場區(qū)域，最終從B點(diǎn)沿與AO垂直的方向離開磁場。若粒子在運(yùn)動過程中只受磁場力作用，則　　

A. 粒子運(yùn)動的軌道半徑

B. 粒子在磁場區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的時間

C. 粒子的初速度的

D. 若僅改變初速度的方向，該粒子仍能從B點(diǎn)飛出磁場區(qū)域

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一豎直放置、粗細(xì)均勻且足夠長的U形玻璃管，右端通過橡膠管與放在水中導(dǎo)熱的球形容器連通，球形容器連同橡膠管的容積為V0=90cm3，U形玻璃管中，被水銀柱封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)環(huán)境溫度為O℃時，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1=16 cm，水銀柱上方空氣柱長h0=20 cm，（已知大氣壓強(qiáng)P0 =76cmHg，U形玻璃管的橫截面積為S=0.5cm2）

(i)若對水緩慢加熱，應(yīng)加熱到多少攝氏度，兩邊水銀柱高度會在同一水平面上？

(ii)保持加熱后的溫度不變，往左管中緩慢注入水韞，問注入水銀的高度多少時右管水銀面回到原來的位置？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，內(nèi)壁光滑的細(xì)導(dǎo)管彎成半徑為R的圓形軌道豎直放置．質(zhì)量為m的A球和質(zhì)量為2m的B球，以大小相同的線速度在管內(nèi)滾動，當(dāng)A小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，B小球運(yùn)動到最低點(diǎn)，重力加速度取g．

(1)當(dāng)兩球以一定速度運(yùn)動時，A球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，A球?qū)?dǎo)管沒有力，求此時導(dǎo)管受B球的作用力的大小和方向．

(2)請討論，A、B小球是否存在一個速度，出現(xiàn)使導(dǎo)管受A、B球的作用力的合力為零的情況？若存在，求此時的速度．

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