【題目】如圖所示，單匝正方形線框abcd質(zhì)量M=0.3 kg、邊長L=0.4 m、總電阻R=2 Ω。一根足夠長的絕緣輕質(zhì)細(xì)線跨過兩個輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接正方形線框另一端連接質(zhì)量m=0.2 kg的物體P，線框釋放前細(xì)線繃緊。在線框下方有一上下邊界都水平的有界勻強(qiáng)磁場，兩邊界Ⅰ、Ⅱ之間距離h2=2 m，磁場方向水平且垂直紙面向里。現(xiàn)讓線框cd邊距上邊界Ⅰ的高度h1=1 m處由靜止釋放，線框在運(yùn)動過程中cd邊始終保持水平且與磁場垂直，線框cd邊進(jìn)入磁場上邊界Ⅰ時剛好做勻速運(yùn)動，線框ab邊剛進(jìn)入磁場上邊界Ⅰ時，線框上方的絕緣輕質(zhì)細(xì)線突然斷裂，不計(jì)空氣阻力，求:

（1）線框cd邊從磁場上邊界Ⅰ進(jìn)入時的速度大小v0

（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B

（3）線框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】v0=2 m/s；B=2.5 T；Q= 1.6 J

【解析】

（1）對線框與物體整體由動能定理：Mgh1﹣mgh1＝（M+m）v02，代入數(shù)據(jù)解得：v0=2 m/s

（2）對物體P根據(jù)平衡條件有：T=mg ，同理對線框abcd：T+ILB=Mg，感應(yīng)電動勢：，電流：感應(yīng)電流I= 聯(lián)立可得B=2.5 T

（3）線框勻速通過上邊界Ⅰ過程中，根據(jù)功能關(guān)系有：Q1=ILB·L=0.4 J，線框ab進(jìn)入磁場開始到cd邊離開磁場過程中由動能定理：Mg(h2-L)= Mv2﹣Mv02 ，解得:v=6 m/s.，線框離開磁場過程中感應(yīng)電流：:I1=，安培力：F1=I1LB=3N，所以：Mg=F1 ，所以線框離開磁場過程中剛好做勻速運(yùn)動線框離開磁場產(chǎn)生的焦耳熱，根據(jù)功能關(guān)系有：Q2=MgL=1.2 J.所以產(chǎn)生的總熱量：Q=Q1+Q2=1.6 J

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】如圖所示為變壓器工作電路示意圖，其中T為理想變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變。現(xiàn)保持變壓器T的輸入電壓不變，滑片P處于圖中位 置，開關(guān)S斷開，該狀態(tài)下燈L1正常發(fā)光，則下列說法正確的是

A. 僅閉合開關(guān)S，燈L1會變亮

B. 僅閉合開關(guān)S，r消耗的功率會變大

C. 僅將滑片P下移，r消耗的功率會變小

D. 僅將滑片P上移，電流表示數(shù)會變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，U型玻璃細(xì)管豎直放置，水平細(xì)管與U型玻璃細(xì)管底部相連通，各部分細(xì)管內(nèi)徑相同．U型管左管上端封有長20cm的理想氣體B，右管上端開口并與大氣相通，此時U型玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平，水銀面距U型玻璃管底部為25cm．水平細(xì)管內(nèi)用小活塞封有長度10cm的理想氣體A．已知外界大氣壓強(qiáng)為75cmHg，忽略環(huán)境溫度的變化．現(xiàn)將活塞緩慢向左拉，使氣體B的氣柱長度為25cm，求：

①左右管中水銀面的高度差是多大？

②理想氣體A的氣柱長度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為T0�，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一電學(xué)元件，該電學(xué)元件上標(biāo)有“最大電流不超過6 mA，最大電壓不超過7 V”，同學(xué)們想通過實(shí)驗(yàn)描繪出該電學(xué)元件的伏安特性曲線，他們設(shè)計(jì)的一部分電路如圖所示，圖中定值電阻R＝1 kΩ，用于限流；電流表量程為10 mA，內(nèi)阻約為5 Ω；電壓表(未畫出)量程為10 V，內(nèi)阻約為10 kΩ；電源電動勢E為12 V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動變阻器阻值0～20 Ω，額定電流1 A。正確接線后，測得的數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U/V

0.00

3.00

6.00

6.16

6.28

6.32

6.36

6.38

6.39

6.40

I/mA

0.00

0.00

0.00

0.06

0.50

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

(1)由以上數(shù)據(jù)分析可知，電壓表并聯(lián)在M與________之間(填“O”或“P”)。

(2)將電路圖在虛線框中補(bǔ)充完整_________。

(3)從表中數(shù)據(jù)可知，該電學(xué)元件的電阻特點(diǎn)是：________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，兩列波的速度均為v=0.4m/s，兩波源的振幅均為A=2cm，圖示為t=0時刻兩列波的圖像（傳播方向如圖所示），此刻平衡位置處于x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x=0.5m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動情況判斷正確的是

A. 兩列波相遇后不能發(fā)生干涉

B. t=1s時刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4cm

C. t=1s后，平衡位置處于x=0.6m的質(zhì)點(diǎn)位移始終為0

D. t=0.75s時刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動到M點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是________

A. 溫度越高，分子的無規(guī)則熱運(yùn)動越劇烈

B. 物體的溫度越高，所有分子的動能都一定越大

C. 分子間的引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小

D. 一定質(zhì)量的理想氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高

E. 如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為兩電源的圖象，則下列說法正確的是

A. 電源①的電動勢和內(nèi)阻均比電源②小

B. 當(dāng)外接相同的電阻時，兩電源的輸出功率可能相等

C. 當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的效率可能相等

D. 不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為.下列說法正確的是（ ）

A. 衰變后釷核的動能等于粒子的動能

B. 衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小

C. 鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間

D. 衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量

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