【題目】如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，底邊bc水平，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R.在金屬線框的下方有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，MV和M′N′是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直.現(xiàn)金屬線框從磁場上方某一高度處由靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過磁場區(qū)域瞬間的速度-時間圖象，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量，重力加速度為B，忽略空氣阻力.求：

(1)開始時線框bc邊距磁場上邊界MN的高度H及金屬框的邊長；

(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

(3)金屬線框在整個穿越磁場過程中所產(chǎn)生的熱量.

【答案】(1) ; （2） （3）

【解析】試題分析：由圖象可知，金屬框剛進(jìn)磁場時速度為v1，由自由落體運(yùn)動的規(guī)律求下落的高度H，金屬框進(jìn)入磁場過程中是做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)時間和速度求出金屬框的邊長；金屬線框進(jìn)入磁場做勻速直線運(yùn)動時，重力和安培力平衡，推導(dǎo)出安培力與速度的表達(dá)式，由平衡條件可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B；線框的機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由能量守恒定律求出熱量。

(1)由圖象可知，開始時線框bc邊距磁場上邊界MN的高度：

金屬框進(jìn)入磁場過程中是做勻速直線運(yùn)動，速度為v，運(yùn)動時間為，

所以金屬框的邊長：L=

(2)金屬框進(jìn)入磁場過程，金屬框所受的安培力等于重力：mg=BIL

電流為：

感應(yīng)電動勢為：

聯(lián)立解得：

(3)線框在整個穿越磁場過程中所產(chǎn)生的熱量由進(jìn)入過程和穿出過程兩部分組成：

t1到t2時間內(nèi)，根據(jù)能量守恒定律得：產(chǎn)生的熱量為：Q1=mgL=mgv1（t2-t1）；

t3到t4時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：

故金屬線框在整個穿越磁場過程中所產(chǎn)生的熱量：

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】把質(zhì)量是m的小球放在豎立的彈簧上，并把球往下按至A的位置，如圖甲所示，迅速松手后，彈簧把球彈起，球升至最高位置C(圖丙)，途中經(jīng)過位置B時彈簧正好處于自由狀態(tài)(圖乙)，彈簧的質(zhì)量和空氣的阻力均可忽略。則

A. 由狀態(tài)甲到狀態(tài)丙，小球的機(jī)械能守恒

B. 由狀態(tài)甲至狀態(tài)乙，有三個時刻小球的加速度大小等于重力加速度的大小

C. 在乙狀態(tài)時，小球重力的功率最大

D. 由狀態(tài)甲到狀態(tài)丙，在甲狀態(tài)彈黃的彈性勢能等于小球克服重力所做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年我國即將發(fā)射“嫦娥四導(dǎo)”登月探測器，將首次造訪月球背面，首次實(shí)現(xiàn)對地對月中繼通信，若“嫦娥四號”從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道I上的P點(diǎn)實(shí)施變軌，進(jìn)入近月點(diǎn)為15km的橢圓軌道Ⅱ，由近月點(diǎn)Q落月，如圖所示．關(guān)于“嫦娥四號”，下列說法正確的是

A. 沿軌道I運(yùn)動至P時，需制動減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ

B. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期

C. 沿軌道Ⅱ運(yùn)行時，在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度

D. 在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過程中，萬有引力對其做正功，它的動能增加，重力勢能減小，機(jī)械能不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一艘潛水艇位于水面下h=200m處，艇上有一個容積V1=2m3的鋼筒，筒內(nèi)貯有壓強(qiáng)p1=200p0的壓縮氣體，其中p0為大氣壓，p0=1×105pa。已知海水的密度=1×103kg/m3，重力加速度g= 10kg/m2，設(shè)海水的溫度不變。有一個與海水相通的裝滿海水的水箱，現(xiàn)在通過細(xì)管道將鋼筒中部分空氣壓入該水箱，再關(guān)閉管道，水箱中排出海水的體積為V2=10m3，此時鋼管內(nèi)剩余空氣的壓強(qiáng)為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，0為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和0C為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果面出的力的圖示，下列說法中正確的是_____。

A、圖乙中的F是由平行四邊形法則得到的力F1和F2合力的理論值，F′是力F1和F2合力的實(shí)際測量值

B、圖乙的F′是由平行四邊形法則得到的力F1和F2合力的理論值，F是力F1和F2合力的實(shí)際測量值

C、在實(shí)驗(yàn)中采用的科學(xué)方法是等效替代法

D、在實(shí)驗(yàn)中采用的科學(xué)方法是控制變量法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，M、N兩點(diǎn)處于同一水平面，O為M、N連線的中點(diǎn)，過O點(diǎn)的豎直線上固定一根絕緣光滑細(xì)桿，桿上A、B兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱，第一種情況，在M、N兩點(diǎn)分別放置電量為+Q和-Q的等量異種電荷，套在桿上帶正電的小金屬環(huán)從A點(diǎn)無初速度釋放，運(yùn)動到B點(diǎn)；第二種情況，在M、N兩點(diǎn)分別放置電量為+Q的等量同種點(diǎn)電荷，該金屬環(huán)仍從A點(diǎn)無初速度釋放，運(yùn)動到B點(diǎn)，則兩種情況是

A. 金屬環(huán)運(yùn)動到B點(diǎn)的速度第一種情況較大

B. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)所用的時間第二種情況較短

C. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，動能與重力勢能之和均保持不變

D. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中（不含A、B兩點(diǎn)），在桿上相同位置的速度第一種情況較大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長L=20mc的單匝閉合正方形線框ABCD在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中以的角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動，線框的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，方向與成角斜向右下方，t=0時刻，線框平面與磁場方向平行，則下列說法正確的是

A. 穿過線框的磁通量

B. 回路中電流的有效值為等

C. 至內(nèi)，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為J

D. 線框轉(zhuǎn)動過程中，0.5s內(nèi)通過線框某截面電荷量的最大值為0.02C

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，A、B為兩塊相距很近的平行金屬板，A、B間電壓為UAB＝－U0，緊貼A板有一電子源，不停地飄出質(zhì)量為m，帶電荷量為e的電子(可視為初速度為0)。在B板右側(cè)兩塊平行金屬板M、N間加有如圖乙所示的電壓，電壓變化的周期T＝L，板間中線與電子源在同一水平線上。已知板間距d＝ L，極板長L，距偏轉(zhuǎn)板右邊緣S處有熒光屏，經(jīng)時間t統(tǒng)計(jì)(tT)只有50%的電子能打到熒光屏上。(板外無電場)，求：

(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板時的速度；

(2)時刻沿中線射入偏轉(zhuǎn)板間的電子剛射出偏轉(zhuǎn)板時與板間中線的距離；

(3)電子打在熒光屏上的范圍Y。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la＝3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則(　　)

A. 兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流

B. a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9∶1

C. a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶4

D. a、b線圈中電功率之比為3∶1

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