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【題目】如圖，傾角為θ=37°的斜面上存在有界的磁場，磁場的上、下邊界水平，相距為d=0.356m，磁感應強度大小為B＝1.00T，方向垂直斜面向上。在斜面上距離磁場上邊界為2L=0.400m處由靜止釋放一個匝數N＝5、質量為m=0.125kg、電阻為R=2.00Ω、邊長為L=0.200m (L＜d)的正方形細小導線框，導線框與斜面間的動摩擦因數為μ＝0.350。已知導線框下邊剛進入磁場時的速度和下邊剛離開磁場時的速度相同，運動過程中導線框下邊保持水平，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求

⑴線框下邊剛進入磁場時，線框的加速度a的大小

⑵線框穿越磁場的過程中的最小速度的大小

⑶線框穿越磁場的過程中產生的總焦耳熱Q

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：設線框進入磁場時的速度為v0，由動能定理可得速度，再根據牛頓第二定律可得加速度；當線框全進磁場后將再次加速，故線框全進磁場瞬間速度為最小值，由能量轉化和守恒定律得最小速度和總熱量。

⑴設線框進入磁場時的速度為v0，由動能定理可得

代入數據解得：

進入磁場瞬間線框受安培力

線框進入磁場的瞬間，由牛頓第二定律得：

代入數據解得加速度為：，方向沿斜面向上

⑵當線框全進磁場后將再次加速，故線框全進磁場瞬間速度為最小值

由題意和對稱性可知：當線框下邊到達磁場下邊界時的速度為，線框全部出磁場的瞬間的速度為最小值

設線框進入磁場的過程中產生的焦耳熱為，由能量轉化和守恒定律得

對線框全部進入磁場的瞬間到全部離開磁場的瞬間，由能量轉化和守恒定律得

聯立解得：

⑶故線框穿越磁場的過程中產生的焦耳熱為　

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗，從圖示位置開始釋放重錘。

（1）請指出圖甲中的錯誤及不妥之處（只需寫出兩處）。

① ② ；

（2）改進實驗中錯誤及不妥之處后，某同學經正確操作得到打點紙帶，在紙帶后段每兩個計時間隔取一個計數點，依次為1、2、3、4、5、6、7，測量各計數點到第一個打點的距離h，并正確求出打相應點時的速度v．各計數點對應的數據見下表：

計數點

1

2

3

4

5

6

7

h（m）

0．124

0．194

0．279

0．380

0．497

0．630

0．777

v（m/s）


1．94

2．33

2．73

3．13

3．50


v2（m2/s2）


3．76

5．43

7．45

9．80

12．30


請在圖乙坐標中，描點作出v2～h圖線；由圖線可知，重錘下落的加速度g′= m/s2（保留三位有效數字）；若當地的重力加速度g= 9．80m/s2，根據作出的圖線，能粗略驗證自由下落的重鍾機械能守恒的依據 ．

（3）某同學選用兩個形狀相同質量不同的重物a和b進行實驗測得幾組數據，畫出的圖象如圖丙所示，求出圖線的斜率k，由圖象可知a的質量m1 b的質量m2（選填“大于”或“小于”）。造成以上原因是實驗過程中存在各種阻力，已知實驗所用重物的質量m2=0．052kg，當地重力加速度g=9．78m/s2，則重物所受的平均阻力f= N。（結果保留兩位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某同學按照如下步驟進行操作：

a.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，

用圖釘把白紙釘在方木板上；

b.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端檢上兩條細繩形成結點，細繩的另一端系著繩套；

c.如圖甲，用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，

互成角度地拉橡皮條，使結點到達某一位置O,記錄結點位置和兩個彈賛測力計的示數、兩根細繩的方向；

d.按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，畫出它們所夾的對角線。

e.只用一個彈簧測力計通過細繩套拉橡皮條, ;并按同一標度作出這個力F的圖示；

f.比較和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結論。

①把步驟e中的內容補充完整_____________。

②本實驗中步驟c和e兩次拉橡皮條的過程，主要體現了下列哪種科學方法__________。

A.理想實驗法 　B.等效替代法 C.控制變量法　 D.建立物理模型法

③下列操作有利于減小實驗誤差的是_________ (填字母代號）。

A.實驗前將兩彈簧測力計調零后水平互鉤對拉，選擇兩個讀數相同的測力計

B.拴在橡皮條上的兩條細繩必須等長，并且要盡量長一些

C.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行

D.用兩彈賛測力計同時拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數之差應盡可能大

E.在記錄力的方向時，標記同一細繩方向的兩點要遠些

④圖乙是該同學在白紙上根據實驗數據用同一標度畫出的圖示，如果沒有操作失誤，圖乙中的F與兩力中，方向一定沿AO方向的是_________。

⑤若小明和小剛兩位同學在家中想驗證力的平行四邊形定則，他們手中有一些彈性橡皮條（彈力滿足胡克定律，勁度系數為k）。如圖丙所示，他們將三根橡皮條的一端系在一起，另一端分別系上細線，仍保證橡皮條原長相同，測得原長L0=5.40cm。接下來把貼有白紙的木板放在水平桌面上，兩人合作平行于紙面分別通過細線拉三根橡皮條至某一長度(在彈性限度內)，保持狀態(tài)不變；如圖丁所示，記錄此時結點位置和三個橡皮條另一端的位置，量出三個端點到結點O的距離分別為L1=9.20cm、L2=8.40cm、L3=7.50cm，請根據他們的實驗過程和記錄的數據作出驗證力的平行四邊形定則的圖示，并說明是如何驗證的。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年11月，第十二屆中國國際航空航天博覽會在廣東珠海如期舉行，博覽會還迎來了英國皇家空軍“紅箭”特技飛行表演隊的中國航展首秀。如圖所示，9架表演機保持隊形不變飛過觀禮臺。下列關于“紅箭”特技飛行表演的說法正確的是(　　 )

A. 地面上的人看到飛機飛過，是以飛機為參考系

B. 飛行員看到觀禮臺向后掠過，是以地面為參考系

C. 以編隊中某一飛機為參考系，其他飛機是靜止的

D. 以編隊中某一飛機為參考系，其他飛機是運動的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，現除了有一個標有“2V 0.6W”的小燈泡、導線和開關外，還有。

A.電源(電動勢約為3V，內阻可不計)

B.電流表(量程0～3A，內阻約為(0.1Ω)

C 電流表量程0～300mA，內阻約為2Ω)

D.電壓表量程0～15V，內阻約為20kΩ)

E.電壓表量程0～2.5V，內阻約為5kΩ)

F.滑動變阻器(最大阻值5Ω，允許通過的最大電流為2A)

G.滑動變阻器最大阻值1kΩ，允許通過的最大電流為0.5A)

實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能測多組數據.

（1）實驗中電流表應選用______，電壓表應選用______，滑動變阻器應選用______；(均用序號字母表示)

（2）請在圖甲所示的虛線框內補畫出滿足實驗要求的電路圖：_________________ 。

（3）圖乙為通過實驗描繪小燈泡的U-I圖象，現將兩個這樣的小燈泡并聯后再與一個4Ω的定值電阻R串聯，接在內阻為1Ω、電動勢為3V的電源兩端，如圖丙所示，則通過每盞小燈泡的電流強度約為________A.此時每盞小燈泡的電功率約為_______W.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了研究平拋運動的分運動性質，用如圖所示的裝置進行實驗．小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開下落。關于該實驗，下列說法中正確的有(　　)

A. 兩球的質量必須要相等

B. 如果兩球同時落地，則可以驗證平拋運動的豎直分運動是自由落體運動

C. 控制小錘打擊力度來改變平拋初速度多次實驗，可以驗證分運動的獨立性

D. 該實驗也能研究平拋運動的水平分運動性質

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有關下列四幅圖的說法正確的是（ ）

A. 甲圖中，球m1以速度v碰撞靜止球m2，若兩球質量相等，碰后m2的速度一定為v

B. 乙圖中，在光顏色保持不變的情況下，入射光越強，飽和光電流越大

C. 丙圖中，射線甲由 β粒子組成，射線乙為 γ射線，射線丙由 α粒子組成

D. 丁圖中，鏈式反應屬于輕核聚變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩個質點P、Q在光滑的水平面上分別以一定的速度同時向右運動，此時分別作用水平向左的力F1、F2，其中F1的大小不變，F2大小由零逐漸增大，它們恰好同時向右運動到最遠，且位移大小相等，在此過程中，兩質點的瞬時速度vP與vQ的關系應該是(　　)

A. vP > vQ

B. 先vP > vQ，后vP < vQ ，最后vP = vQ = 0

C. vP < vQ

D. 先vP < vQ，后vP > vQ，最后vP = vQ = 0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器，它的工作電壓是_____V，當電源的工作頻率是50Hz時，它的打點間隔是_____。

（2）在做“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中，取下一段紙帶研究其運動情況，如圖所示，設0點為計數的起始點，相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出，則相鄰兩計數點之間的時間間隔為____s，第一個計數點與起始點的距離為_____，打第一個計數點時物體的瞬時速度為_____，物體的加速度為______。

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