【題目】如圖所示,空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向與豎直平面(紙面)垂直,磁場(chǎng)邊界的間距為L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量為m、匝數(shù)為N、邊長(zhǎng)也為L的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng),線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直,且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行,導(dǎo)線框總電阻為Rt=0時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合(圖中位置I),導(dǎo)線框的速度為v0。經(jīng)歷一段時(shí)間后,當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)(圖中位置II),導(dǎo)線框的速度剛好為零。

1)求導(dǎo)線框在位置I時(shí)的加速度大。

2)求從位置I到位置II的過(guò)程中,導(dǎo)線框中的焦耳熱;

3)定性畫出導(dǎo)線框從位置I到再次回到位置I時(shí)速度隨時(shí)間變化圖象;

4)上升階段和下降階段導(dǎo)線框克服安培力做功分別為W1W2,試判斷W1W2的大小關(guān)系,并簡(jiǎn)述判斷依據(jù)。

【答案】1a1=g+v0;(2Q=mv02-2mgL;(3;(4W1W2

【解析】

1)線圈在位置Ⅰ時(shí):由牛頓第二定律:

; ;

聯(lián)立解得:

2)導(dǎo)線框從位置I到位置II的過(guò)程中由能量關(guān)系:

解得

3)由可知,線圈向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng);同理下落過(guò)程中做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),則運(yùn)動(dòng)圖像如圖;

4)根據(jù)能量守恒定律可知,線框經(jīng)過(guò)同一位置時(shí):上升的速率大于下降的速率,上升過(guò)程的安培力大小較大,而位移大小相等,所以上升過(guò)程中比下降過(guò)程中克服安培力做的功多,即W1W2.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一長(zhǎng)為300m的列車沿平直的軌道以60m/s的速度勻速行駛,當(dāng)車頭行駛到O點(diǎn)時(shí),列車接到停車指令,立即勻減速停車,要求停止時(shí)列車的任何部分均不能出現(xiàn)OA段鐵軌停上,整個(gè)列車只能停在AB段內(nèi),已知OA=1200m,OB=2000m,求:

(1)列車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小的取值范圍;

(2)允許列車減速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A、B用細(xì)線與彈簧連接后跨過(guò)光滑的滑輪。A靜止在傾角為60°的粗糙斜面上,B也靜止。A與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)將斜面傾角由60°減小到30°B未碰到地面,A、B仍然靜止。則在此過(guò)程中( )

A. 物體A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上

B. 物體A對(duì)斜面的壓力一定增大

C. 物體A受到的摩擦力方向一定發(fā)生變化

D. 物體A受到的摩擦力一定減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在桌面上方有三個(gè)金屬小球ab、c,它們離桌面的高度h1h2h3321,若按先后順序釋放三個(gè)小球,a、b、c剛好同時(shí)到達(dá)桌面,若不計(jì)小球受到的空氣阻力,則(   )

A. 三者到達(dá)桌面時(shí)速度之比為321

B. 三者運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為321

C. ba開(kāi)始下落的時(shí)間差小于cb開(kāi)始下落的時(shí)間差

D. ba開(kāi)始下落的時(shí)間差大于cb開(kāi)始下落的時(shí)間差

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】高鐵列車上有很多制動(dòng)裝置.在每節(jié)車廂上裝有制動(dòng)風(fēng)翼,當(dāng)風(fēng)翼完全打開(kāi)時(shí),可使列車產(chǎn)生a1=0.5m/s2的平均制動(dòng)加速度.同時(shí),列車上還有電磁制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、摩擦制動(dòng)系統(tǒng)等.單獨(dú)啟動(dòng)電磁制動(dòng)系統(tǒng),可使列車產(chǎn)生a2=0.7m/s2的平均制動(dòng)加速度.所有制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)作用,可使列車產(chǎn)生最大為a=3m/s2的平均制動(dòng)加速度.在一段直線軌道上,列車正以v0=324km/h的速度勻速行駛時(shí),列車長(zhǎng)接到通知,前方有一列車出現(xiàn)故障,需要該列車減速停車.列車長(zhǎng)先將制動(dòng)風(fēng)翼完全打開(kāi)讓高速行駛的列車減速,當(dāng)車速減小了時(shí),再通過(guò)電磁制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)制動(dòng).

1)若不再開(kāi)啟其他制動(dòng)系統(tǒng),從開(kāi)始制動(dòng)到停車,高鐵列車行駛的距離是多少

2)若制動(dòng)風(fēng)翼完全打開(kāi)時(shí),距離前車只有2km,那么該列車最遲在距離前車多遠(yuǎn)處打開(kāi)剩余的制動(dòng)裝置,才能保證不與前車相撞?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,寬度為L=0.20 m的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度大小為B=0.50T。一根導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì),F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),v=10m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求:

1)通過(guò)電阻R的電流大小及方向;

2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小;

3)在導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】【加試題】如圖所示的電路中,L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈,D1、D2是兩個(gè)完全相同的燈泡,E是一內(nèi)阻不計(jì)的電源.t=0時(shí)刻,閉合開(kāi)關(guān)S,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,電路達(dá)到穩(wěn)定,t1時(shí)刻斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.I1、I2分別表示通過(guò)燈泡D1和D2的電流,規(guī)定圖中箭頭所示的方向?yàn)殡娏髡较,以下各圖中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某校高一課外活動(dòng)小組自制一枚水火箭,設(shè)水火箭發(fā)射后始終在豎直方向上運(yùn)動(dòng).在水火箭向下噴水過(guò)程中,水火箭可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng).水火箭從地面靜止出發(fā)經(jīng)過(guò)5 s到達(dá)離地面高40 m處時(shí)水恰好噴完,接著水火箭向上做勻減速運(yùn)動(dòng),最后落回到地面.設(shè)水火箭噴完水后運(yùn)動(dòng)的加速度大小恒為10 m/s2,求:

(1)恰好噴完水時(shí)水火箭的速度;

(2)水火箭上升離地面的最大高度;

(3)水火箭從發(fā)射到殘骸落回到地面過(guò)程的總時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的裝置探究外力一定時(shí),加速度與質(zhì)量的關(guān)系。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電源,小車的質(zhì)量未知。

(1)實(shí)驗(yàn)之前要平衡小車所受的阻力,具體的步驟是,吊盤中不放物塊,調(diào)整木板右端的高度,用手輕撥小車,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。

(2)按住小車,在吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊,并在小車中放入質(zhì)量已知的砝碼,為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí),小車所受的拉力近似不變,吊盤和盤中物塊的質(zhì)量和應(yīng)滿足的條件是____。

(3)打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車,得到如圖乙所示的紙帶,圖示為五個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離(單位:cm),則小車的加速度a=____ m/s2。(結(jié)果保留兩位小數(shù))

(4)改變小車中的砝碼質(zhì)量多次試驗(yàn),得到不同的紙帶,記錄砝碼的質(zhì)量m,并根據(jù)紙帶求出不同的m對(duì)應(yīng)的加速度a,m為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),做出-m關(guān)系圖線如圖丙所示,設(shè)圖中直線的斜率為k,縱軸上的截距為b,若牛頓第二定律成立,則小車的質(zhì)量為______。

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