(11分)如圖11甲所示，用粗細均勻的導線制成的一只圓形金屬圈，現(xiàn)被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止狀態(tài)，已知金屬圈的質(zhì)量為m，半徑為r，導線的電阻率為ρ，截面積為S.金屬圈的上半部分處在一方向垂直圈面向里的有界勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化滿足B＝kt(k為常量)，如圖11乙所示．金屬圈下半部分在磁場外．若絲線所能承受的最大拉力FTm＝2mg，求：從t＝0時刻起，經(jīng)過多長時間絲線會被拉斷？

 

【答案】

【解析】設金屬圈受重力mg、拉力FT和安培力F的作用處于靜止狀態(tài)，則FT＝mg＋F，又F＝2BIr，

金屬圈中的感應電流I＝，

由法拉第電磁感應定律得

E＝，＝·，

金屬圈的電阻R＝ρ，

又B＝kt，F(xiàn)Tm＝2mg

由以上各式求得t＝.

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：2012屆江蘇省高三高考一輪復習第四章第3單元物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(14分)在如圖11所示的裝置中，兩個光滑的定滑輪的半徑很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的傾角為θ＝30°.用一根跨過定滑輪的細繩連接甲、乙兩物體，把甲物體放在斜面上且連線與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使懸線拉直且偏離豎直方向α＝60°.現(xiàn)同時釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內(nèi)振動，當乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時，甲物體在斜面上均恰好未滑動．已知乙物體的質(zhì)量為m＝1 kg，若取重力加速度g＝10 m/s2.試求：

(1)乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時懸繩的拉力大小；
(2)甲物體的質(zhì)量及斜面對甲物體的最大靜摩擦力．

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科目：高中物理 來源：2012屆合肥35中高三物理專項訓練試卷（一） 題型：實驗題

(11分)利用如圖所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，提供的器材有


(A)干電池兩節(jié)，每節(jié)電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻未知
(B)直流電壓表V1、V2，內(nèi)阻很大
(C)直流電流表A，內(nèi)阻可忽略不計
(D)定值電阻R0，阻值未知，但不小于5Ω
(E)滑動變阻器
(F)導線和開關
(1)甲同學利用該電路完成實驗時，由于某根導線發(fā)生斷路故障，因此只記錄了一個電壓表和電流表的示數(shù)，如下表所示：

U/V
2.62
2.48
2.34
2.20
2.06
1.92
I/A
0.08
0.12
0.19
0.20
0.24
0.28
 
試利用表格中數(shù)據(jù)作出U－I圖，由圖象可知，測得兩節(jié)干電池總的電動勢值為　　　　　V，總內(nèi)阻為　  Ω。由計算得到的數(shù)據(jù)可以判斷能夠正確示數(shù)的電壓表應為表　　　　　　(選填“V1”或“V2”)。
(2)乙同學在找出斷路的導線并調(diào)換好的導線后，連接該電路繼續(xù)實驗時，由于電流表發(fā)生短路故障，因此只能記下兩個電壓表的示數(shù)，該同學利用表中的數(shù)據(jù)，以表V1的示數(shù)U1為橫坐標、表V2的示數(shù)U2為縱坐標作圖象，也得到一條不過原點的直線，已知直線的斜率為k，截距大小為b，則兩節(jié)干電池總的電動勢大小為　　　　　　，兩節(jié)干電池的總內(nèi)阻　　　　　　(選填“可以”或“不可以”)求出。

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年江蘇省高三高考一輪復習第四章第3單元物理試卷（解析版） 題型：計算題

(14分)在如圖11所示的裝置中，兩個光滑的定滑輪的半徑很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的傾角為θ＝30°.用一根跨過定滑輪的細繩連接甲、乙兩物體，把甲物體放在斜面上且連線與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使懸線拉直且偏離豎直方向α＝60°.現(xiàn)同時釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內(nèi)振動，當乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時，甲物體在斜面上均恰好未滑動．已知乙物體的質(zhì)量為m＝1 kg，若取重力加速度g＝10 m/s2.試求：

 (1)乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時懸繩的拉力大�。�

(2)甲物體的質(zhì)量及斜面對甲物體的最大靜摩擦力．

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年合肥35中高三物理專項訓練試卷（一） 題型：實驗題

(11分)利用如圖所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，提供的器材有

 

 

 

 

 

 

 

 

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(B)直流電壓表V1、V2，內(nèi)阻很大

(C)直流電流表A，內(nèi)阻可忽略不計

(D)定值電阻R0，阻值未知，但不小于5Ω

(E)滑動變阻器

(F)導線和開關

(1)甲同學利用該電路完成實驗時，由于某根導線發(fā)生斷路故障，因此只記錄了一個電壓表和電流表的示數(shù)，如下表所示：

U/V

2.62

2.48

2.34

2.20

2.06

1.92

I/A

0.08

0.12

0.19

0.20

0.24

0.28

 

試利用表格中數(shù)據(jù)作出U－I圖，由圖象可知，測得兩節(jié)干電池總的電動勢值為　　　　　V，總內(nèi)阻為　   Ω。由計算得到的數(shù)據(jù)可以判斷能夠正確示數(shù)的電壓表應為表　　　　　　(選填“V1”或“V2”)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)乙同學在找出斷路的導線并調(diào)換好的導線后，連接該電路繼續(xù)實驗時，由于電流表發(fā)生短路故障，因此只能記下兩個電壓表的示數(shù)，該同學利用表中的數(shù)據(jù)，以表V1的示數(shù)U1為橫坐標、表V2的示數(shù)U2為縱坐標作圖象，也得到一條不過原點的直線，已知直線的斜率為k，截距大小為b，則兩節(jié)干電池總的電動勢大小為　　　　　　，兩節(jié)干電池的總內(nèi)阻　　　　　　(選填“可以”或“不可以”)求出。

 

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科目：高中物理 來源：2012屆江蘇省高三高考一輪復習第九章第2單元物理試卷（帶解析） 題型：單選題

(12分)如圖11甲所示，豎直向下的勻強磁場垂直于光滑的桌面，圖甲中的虛線為磁場的邊界線，邊界線右側(cè)的磁場區(qū)域足夠大；質(zhì)量為m、電阻為R的矩形金屬線圈abcd平放在桌面上，線圈的長和寬分別為l和2l，線圈的一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外；t＝0時刻磁感應強度從B0開始均勻減小，線圈中產(chǎn)生感應電流，在磁場力作用下線圈的v－t圖象如圖11乙所示，圖乙中的斜向虛線為t＝0時刻速度圖線的切線，數(shù)據(jù)由圖中給出．求：

(1)t＝0時刻金屬線圈的加速度；
(2)磁感應強度的變化率.

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