（12分）如圖所示，邊長L=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應強度B=0.80T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合. 在力F作用下由靜止開始向左運動，5.0s末時從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如下圖所示.已知金屬線框的總電阻R=4.0Ω，求：
（1）t=5.0s時金屬線框的速度；
（2）t=4.0s時金屬線框受到的拉力F的大小；
（3）已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J，那么金屬線框從磁場拉出的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少.

（1）1m/s  （2）0.9N  （3）1.67J

解析試題分析：（1）由圖可知 t=5s時 線框中電流為0.5A，        （1分）
此時線框產(chǎn)生的感應電動勢E=BLv            （1分）
此時線框產(chǎn)生的感應電流                （1分）
帶入數(shù)據(jù)解得:v=1m/s                                          （1分）
（2）由圖可知電流I與時間成正比，又所以導線框做勻加速運動    （1分）
加速度帶入數(shù)據(jù)得a=0.2m/s2                        （2分）
t=4s時，I=0.4A，由牛頓定律得  帶入數(shù)據(jù)解得F=0.9N       （2分）
（3）由動能定理得：                                   （2分）
Q=1.67J                              （1分）
考點：本題考查電動勢、閉合電路歐姆定律、運動學關系、牛頓第二定律和動能定理。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（22分）質(zhì)量為m的飛機模型，在水平跑道上由靜止勻加速起飛，假定起飛過程中受到的平均阻力恒為飛機所受重力的k倍，發(fā)動機牽引力恒為F，離開地面起飛時的速度為v，重力加速度為g。求：

（1）飛機模型的起飛距離（離開地面前的運動距離）
（2）若飛機起飛利用電磁彈射技術(shù)，將大大縮短起飛距離。圖甲為電磁彈射裝置的原理簡化示意圖，與飛機連接的金屬塊（圖中未畫出）可以沿兩根相互靠近且平行的導軌無摩擦滑動。使用前先給電容為C的大容量電容器充電，彈射飛機時，電容器釋放儲存電能所產(chǎn)生的強大電流從一根導軌流入，經(jīng)過金屬塊，再從另一根導軌流出；導軌中的強大電流形成的磁場使金屬塊受磁場力而加速，從而推動飛機起飛。
①在圖乙中畫出電源向電容器充電過程中電容器兩極板間電壓u與極板上所帶電荷量q的圖象，在此基礎上求電容器充電電壓為U0時儲存的電能；
②當電容器充電電壓為Um時彈射上述飛機模型，在電磁彈射裝置與飛機發(fā)動機同時工作的情況下，可使起飛距離縮短為x。若金屬塊推動飛機所做的功與電容器釋放電能的比值為η，飛機發(fā)動的牽引力F及受到的平均阻力不變。求完成此次彈射后電容器剩余的電能。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

為減少煙塵排放對空氣的污染，某同學設計了一個如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長為L＝0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機玻璃，左右面是高h＝0.10m的通道口。使用時底面水平放置，兩金屬板連接到U＝2000V的高壓電源兩極（下板接負極），于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強電場（忽略邊緣效應）。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過除塵器，已知每個顆粒帶電荷量q＝+2.0×10-17C，質(zhì)量m＝1.0×10-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。在閉合開關后：

（1）求煙塵顆粒在通道內(nèi)運動時加速度的大小和方向；
（2）求除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離；
（3）除塵效率是衡量除塵器性能的一個重要參數(shù)。除塵效率是指一段時間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進入除塵器煙塵顆�？偭康谋戎怠Ｔ嚽笤谏鲜銮闆r下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對上述比荷的顆粒進行除塵，試通過分析給出在保持除塵器通道大小不變的前提下，提高其除塵效率的方法。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

某興趣小組設計了如圖所示的玩具軌道，它由細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)。左右兩側(cè)的斜直管道PA與PB的傾角、高度、粗糙程度完全相同，管口A、B兩處均用很小的光滑小圓弧管連接（管口處切線豎直），管口到底端的高度H1=0.4m。中間“8”字型光滑細管道的圓半徑R=10cm（圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多），并與兩斜直管道的底端平滑連接。一質(zhì)量m=0.5kg的小滑塊從管口 A的正上方H2處自由下落，第一次到達最低點P的速度大小為10m/s.此后小滑塊經(jīng)“8”字型和PB管道運動到B處豎直向上飛出，然后又再次落回，如此反復。小滑塊視為質(zhì)點，忽略小滑塊進入管口時因碰撞造成的能量損失，不計空氣阻力，且取g=10m/s2。求：

（1） 滑塊第一次由A滑到P的過程中，克服摩擦力做功；
（2）滑塊第一次到達“8”字型管道頂端時對管道的作用力；
（3）滑塊第一次離開管口B后上升的高度；
（4）滑塊能沖出槽口的次數(shù)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，豎直平面內(nèi)的3/4圓弧形不光滑管道半徑R=0.8m，A端與圓心O等高，AD為水平面，B點為管道的最高點且在O的正上方。一小球質(zhì)量m=0.5kg，在A點正上方高h=2.0m處的P點由靜止釋放，自由下落至A點進入管道并通過B點，過B點時小球的速度vB為4m/s，小球最后落到AD面上的C點處。不計空氣阻力。g=10m/s2。求：
（1）小球過A點時的速度vA 是多大？
（2）小球過B點時對管壁的壓力為多大，方向如何？
（3）落點C到A點的距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖所示，在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊，它與水平臺階表面的動摩擦因數(shù)μ=0.25，且與臺階邊緣O點的距離s=5m．在臺階右側(cè)固定了一個1/4圓弧擋板，圓弧半徑R=m，今以O點為原點建立平面直角坐標系�，F(xiàn)用F=5N的水平恒力拉動小物塊，已知重力加速度．

（1）為使小物塊不能擊中擋板，求拉力F作用的最長時間；
（2）若小物塊在水平臺階上運動時，水平恒力一直作用在小物塊上，當小物塊過O點時撤去拉力，求小物塊擊中擋板上的位置的坐標．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）兩平行金屬導軌水平放置，一質(zhì)量為m=0.2kg的金屬棒ab垂直于導軌靜止放在緊貼電阻R處，，其他電阻不計。導軌間距為d=0.8m，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)存在有界勻強磁場，場強大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m，金屬棒與兩導軌間動摩擦因數(shù)都為0.4，電阻R與邊界MP的距離s=0.36m。在外力作用下讓ab棒由靜止開始勻加速運動并穿過磁場向右，加速度a=2m/s2 ，g取10m/s2
（1）求穿過磁場過程中平均電流的大小。
（2）計算自金屬棒進入磁場開始計時，在磁場中運動的時間內(nèi)，外力F隨時間t變化關系。
（3）讓磁感應強度均勻增加，用導線將a、b端接到一量程合適的電流表上，讓ab棒重新由R處向右加速，在金屬棒到達MP之前，電流表會有示數(shù)嗎？簡述理由。已知電流表與導軌在同一個平面內(nèi)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）直升機因為有許多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢（如可以垂直起飛降落，不用大面積機場），所以受到廣泛應用。主要用于觀光旅游、火災救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務運輸、醫(yī)療救助、通信以及噴灑農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測資等國民經(jīng)濟的各個部門。下圖是在某次救災中直升機沿水平方向做勻加速運動時的情境，懸掛箱子的繩子與豎直方向的夾角保持為。此時箱子距水平地面高20m(sin="0.174," cos="0.984," tan=0.176,g取10m/s2)求：

(1)直升機的加速度a的大小；
(2)某時刻直升機上儀表顯示飛行速度為100km/h。若此時有一小物體從箱子中掉落，不計空氣阻力，物體落在水平地面時距直升機的水平距離d的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，有一質(zhì)量為M=2kg的平板小車靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)有質(zhì)量均為m=1kg的小物塊A和B（均可視為質(zhì)點），由車上P處分別以初速度v1=2m/s向左和v2=4m/s向右運動，最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒有脫離小車。已知兩物塊與小車間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.1，取g=10m/s2。求：

（1）小車的長度L；
（2）A在小車上滑動的過程中產(chǎn)生的熱量；
（3）從A、B開始運動計時，經(jīng)5s小車離原位置的距離。

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