(18分)均勻?qū)Ь制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質(zhì)量為m。將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場上方h處,如圖所示。線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時,

(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大;
(2)求cd兩點(diǎn)間的電勢差大;
(3)若此時線框加速度恰好為零,求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件。

(1)(2)(3)

解析試題分析:(1)cd邊剛進(jìn)入磁場時,線框速度:            ①
線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:              ②
(2)此時線框中電流:                            ③
Cd切割磁感線相當(dāng)于電源,cd兩點(diǎn)間的電勢差即路端電壓:    ④
(3)安培力:                          ⑤
根據(jù)牛頓第二定律:,                        ⑥
,解得下落高度滿足:      ⑦
考點(diǎn):電磁感應(yīng)定律 牛頓第二定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD.導(dǎo)軌間距為L,電阻不計.一根電阻不計的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動.棒與導(dǎo)軌垂直,并接觸良好.導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度為B.導(dǎo)軌右邊與電路連接.電路中的三個定值電阻阻值分別為2R、R和R.在BD間接有一水平放置的電容為C的平行板電容器,板間距離為d.

(1)當(dāng)ab以速度v0勻速向左運(yùn)動時,電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止.試判斷微粒的帶電性質(zhì)和電容器的電量q
(2)ab棒由靜止開始,以恒定的加速度a向左運(yùn)動.討論電容器中帶電微粒的加速度如何變化.(設(shè)帶電微粒始終未與極板接觸.)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長s=1.15 m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75 m,導(dǎo)軌傾角為30°,導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5 Ω的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8 T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上,如圖12所示.阻值r=0.5 Ω,質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好,從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端,在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q1=0.1 J.(取g=10 m/s2)求:
(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W
(2)金屬棒下滑速度v=2 m/s時的加速度a;
(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答如下:由動能定理,WG-W ,….由此所得結(jié)果是否正確?若正確,說明理由并完成本小題;若不正確,給出正確的解答.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)在民航業(yè)內(nèi),一直有“黑色10分鐘“的說法,即從全球已發(fā)生的飛機(jī)事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,大多數(shù)的航班事故發(fā)生在飛機(jī)起飛階段的3分鐘和著陸階段的7分鐘。飛機(jī)安全事故雖然可怕,但只要沉著冷靜,充分利用逃生設(shè)備,逃生成功概率相當(dāng)高,飛機(jī)失事后的90秒內(nèi)是逃生的黃金時間。如圖為飛機(jī)逃生用的充氣滑梯,滑梯可視為理想斜面,已知斜面長L=8m,斜面傾斜角θ=37°,人下滑時與充氣滑梯間動摩擦因素為u=0.5。不計空氣阻力,g=10m/s2,Sin37°=0.6,cos37°=0.8,=1.4。求:

(1)旅客從靜止開始由滑梯頂端滑到底端逃生,需要多長時間?
(2)一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱頭從艙門處水平逃生,當(dāng)他落到充氣滑梯上后沒有反彈,由于有能量損失,結(jié)果他以v=4.0m/s的速度開始沿著滑梯加速下滑。該旅客以這種方式逃生與(1)問中逃生方式相比,節(jié)約了多長時間?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計,上端a、b間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。
(1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)関,求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a;
(3)導(dǎo)體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep,求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動直到停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,質(zhì)量足夠大、截面是直角梯形的物塊靜置在光滑水平地面上,其兩個側(cè)面恰好與兩個固定在地面上的壓力傳感器X、Y相接觸。圖中AB高H=0.3m,AD長L=0.5m。斜面傾角。可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊P(圖中未畫出)質(zhì)量m=1kg,它與斜面的動摩擦因數(shù)可以通過更換斜面表面的材料進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍是。
   
(1)令,將P由D點(diǎn)靜止釋放,求P在斜面上的運(yùn)動時間。
(2)令,在A點(diǎn)給P一個沿斜面上的初速度,求P落地時的動能。
(3)將壓力傳感器X、Y接到同一個數(shù)據(jù)處理器上,已知當(dāng)X和Y受到物塊壓力時,分別顯示正值和負(fù)值。對于不同的,每次都在D點(diǎn)給P一個方向沿斜面向下、大小足夠大的初速度,以保證它能滑離斜面。求滑行過程中處理器顯示的壓力F隨變化的函數(shù)關(guān)系式,并在坐標(biāo)系中畫出其函數(shù)圖象。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,在一輛靜止的小車上,豎直固定著兩端開口、內(nèi)徑均勻的U形管,U形管的豎直部分與水平部分的長度均為l,管內(nèi)裝有水銀,兩管內(nèi)水銀面距管口均為。現(xiàn)將U形管的左端封閉,并讓小車水平向右做勻加速直線運(yùn)動,運(yùn)動過程中U形管兩管內(nèi)水銀面的高度差恰好為。已知重力加速度為g,水銀的密度為ρ,大氣壓強(qiáng)為p0=ρgl,環(huán)境溫度保持不變,求
(ⅰ)左管中封閉氣體的壓強(qiáng)p;
(ⅱ)小車的加速度a。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖1所示, A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道,AB段、CD段均為半徑R=1.6m的半圓,BC、AD段水平,AD=BC=8m。B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強(qiáng)電場,
場強(qiáng)E=5×105V/m。質(zhì)量為m=4×10-3kg、帶電量q=+1×10-8C的小環(huán)套在軌道上。小環(huán)與軌道AD段
的動摩擦因數(shù)為,與軌道其余部分的摩擦忽略不計。現(xiàn)使小環(huán)在D點(diǎn)獲得沿軌道向左的初速度
v0=4m/s,且在沿軌道AD段運(yùn)動過程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F(變化關(guān)系如
圖2)作用,小環(huán)第一次到A點(diǎn)時對半圓軌道剛好無壓力。不計小環(huán)大小,g取10m/s2。求:

(1)小環(huán)運(yùn)動第一次到A時的速度多大?
(2)小環(huán)第一次回到D點(diǎn)時速度多大?
(3)小環(huán)經(jīng)過若干次循環(huán)運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài),此時到達(dá)D點(diǎn)時速度應(yīng)不小于多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

額定功率為80kW的汽車,在平直公路上行駛的最大速度是20m/s。汽車的質(zhì)量為2.0×103kg。如果汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,加速度的大小是2m/s2,運(yùn)動過程中阻力不變。求:
(1)汽車受到的阻力多大?
(2)3s末汽車的瞬時功率是多大?
(3)汽車維持勻加速運(yùn)動的時間是多少?

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