(20分)如圖所示,在距離水平地面的虛線的上方有一個方向垂直于紙面水平向里的勻強磁場,磁感應強度B=1T。正方形線框的邊長=0.2m、質(zhì)量m=0.1kg,R=0.08Ω,物體A的質(zhì)量M=0.2kg。開始時線框的邊在地面上,各段繩都處于伸直狀態(tài),從如圖所示的位置將A從靜止釋放。一段時間后線框進入磁場運動。當線框的邊進入磁場時物體A恰好落地,此時輕繩與物體A分離,線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落,最后落至地面。整個過程線框沒有轉(zhuǎn)動,線框平面始終處于紙面,g取10m/s2。求:

(1)線框從開始運動到最高點所用的時間;
(2)線框落地時的速度大小;
(3)線框進入和離開磁場的整個過程中線框產(chǎn)生的熱量。
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(1)設線框邊到達磁場邊界時速度大小為,由機械能守恒定律可得
                                                          
代入數(shù)據(jù)解得:                                                                             
線框的ab邊剛進入磁場時,感應電流                                               
線框受到的安培力                                                       
                                                                                
線框勻速進入磁場。設線框進入磁場之前運動時間為,有
                                                                                                  
代入數(shù)據(jù)解得:
線框進入磁場過程做勻速運動,所用時間:                              
此后細繩繩拉力消失,線框做豎直上拋運動,到最高點時所用時間
                                                                                               
線框從開始運動到最高點,所用時間:                         
(2)線框邊下落到磁場邊界時速度大小還等于,線框所受安培力大小也不變,又因,因此,線框穿出磁場過程還是做勻速運動,離開磁場后做豎直下拋運動,                                1分
由機械能守恒定律可得:                            
代入數(shù)據(jù)解得線框落地時的速度:                                         
(3)線框進入和離開磁場產(chǎn)生的熱量:                              
練習冊系列答案
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如圖所示,在勻強磁場中,AB為粗細均勻的鉛筆芯,C為AB的中點。輸出電壓恒定的電源接A、B兩端時,鉛筆芯受到的安培力為F;若接A、C兩端時,鉛筆芯受到的安培力為

A.          B.          C.F          D.2F

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,電阻不計且足夠長的U型金屬框架放置在絕緣水平面上,框架與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,框架的寬度l=0.4m、質(zhì)量m1=0.2kg。質(zhì)量m2=0.1kg、電阻R=0.4Ω的導體棒ab垂直放在框架上,整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度大小B=0.5T。對棒施加圖示的水平恒力F,棒從靜止開始無摩擦地運動,當棒的運動速度達到某值時,框架開始運動。棒與框架接觸良好,設框架與水平面間最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g取10m/s2。求:
(1)框架剛開始運動時棒的速度v;
(2)欲使框架運動,所施加水平恒力F的最小值;
(3)若施加于棒的水平恒力F為3N,棒從靜止開始運動0.7m時框架開始運動,求此過程
中回路中產(chǎn)生的熱量Q。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖,寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定板個與水平面內(nèi),并處在磁感應強度大小B=0.4T,方向豎直向下的勻強磁場中,框架的電阻非均勻分布,將質(zhì)量m=0.1kg,電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上,并且框架接觸良好,以P為坐標原點,PQ方向為x軸正方向建立坐標,金屬棒從處以的初速度,沿x軸負方向做的勻減速直線運動,運動中金屬棒僅受安培力作用。求:

(1)金屬棒ab運動0.5m,框架產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關系;
(3)為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4s過程中通過ab的電量q,某同學解法為:先算出金屬棒的運動距離s,以及0.4s時回路內(nèi)的電阻R,然后代入q=求解。指出該同學解法的錯誤之處,并用正確的方法解出結(jié)果。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

光滑水平桌面有一個邊長為L的正方形金屬線框,在水平恒力F作用下運動,穿過方向垂直桌面向上的有界勻強磁場,如圖所示。磁場區(qū)域的寬度為d(d>L)。已知ab邊進入磁場時,線框的加速度恰好為零。關于線框進入磁場和離開磁場的過程,下列說法正確的是                                           (   )
A.產(chǎn)生的感應電流方向先為順時針后為逆時針(俯視看)
B.通過線框截面的電量相等
C.進入磁場過程的時間少于穿出磁場過程的時間
D.進入磁場過程的發(fā)熱量少于穿出磁場過程的發(fā)熱量

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(滿分12分)如圖所示,寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上,框架的上端接有一特殊的電子元件,如果將其作用等效成一個電阻,則其阻值與其兩端所加的電壓成正比,即等效電阻,式中k為恒量?蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為m的金屬棒水平放置,金屬棒與光滑框架接觸良好,離地高為h,磁感應強度為B的勻強磁場與框架平面垂直。將金屬棒由靜止釋放,棒沿框架向下運動。其它電阻不計,問:
(1)金屬棒運動過程中,流過棒的電流多大?方向如何?
(2)金屬棒經(jīng)過多長時間落到地面?
(3)金屬棒從釋放到落地過程中在電子元件上消耗的電能多大?

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(1)ab棒達到的穩(wěn)定速度多大?
(2)ab棒從靜止開始到穩(wěn)定速度所經(jīng)歷時間是多少?

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(1)當邊剛越過時,線框的加速度多大?方向如何?
(2)當到達中間位置時,線框又恰好作勻速運動,求線框從開始進入到邊到達中間位置時,產(chǎn)生的熱量是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩條彎曲的金屬導軌放在xoy坐標平面內(nèi),0至3l為一個曲線變化周期.曲線部分都是正弦曲線中的某四分之一,直線部分的長度為2l,并且平行與x軸,它們之間間距很小但彼此絕緣,左端通過電阻R連接.坐標平面內(nèi)有垂直于該平面的勻強磁場,磁感應強度的大小為B.一根平行于y軸的長導體棒沿x軸勻速運動,運動過程中與兩金屬導軌良好接觸,導軌足夠長,除R外其余電阻都不計.測得電阻R在較長的t時間內(nèi)的發(fā)熱量為Q,則導體棒的速度為

A            B         C              D

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