【題目】如圖所示，在高度差的平行虛線范圍內(nèi)，有磁感強(qiáng)度、方向垂直于豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正方形線框的質(zhì)量、邊長(zhǎng)、電阻，線框平面與豎直平面平行，靜止在位置“Ⅰ”時(shí)， 邊跟磁場(chǎng)下邊緣有一段距離．現(xiàn)用一豎直向上的恒力向上提線框，該框由位置“Ⅰ”無(wú)初速度開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，最后到達(dá)位置“Ⅱ”（邊恰好出磁場(chǎng)），線框平面在運(yùn)動(dòng)中保持在豎直平面內(nèi)，且邊保持水平．設(shè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)．（取）

求：（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前距磁場(chǎng)下邊界的距離．

（2）線框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的過(guò)程中，恒力做的功是多少？此過(guò)程線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少?

【答案】(1)9.6m (2) 3.0J

【解析】（1）在恒力作用下，線圈開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)線圈的加速度為a，據(jù)牛頓第二定律有：F-mg=ma

解得a=30m/s2

從線圈進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v1，則：

cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv1

線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I=E/R

線框所受的安培力為F安=BIL

因線框做勻速運(yùn)動(dòng)，則有F=F安+mg

聯(lián)立上述幾式，可解得v1=（FR-mgR）/B2L2=24m/s

由v12=2aH解得H=9.6m

（2）恒力F做的功W=F（H+L+h）=42.4J

從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，拉力所做的功等于線框增加的重力勢(shì)能和產(chǎn)生的熱量Q，即

F（L+h）=mg（L+h）+Q

解得：Q=（F-mg）（L+h）=3.0J

或Q=I2Rt=（BLv/R）2R（h/v+L/v）=3.0J

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】關(guān)于電荷所受的電場(chǎng)力和洛侖茲力，正確的說(shuō)法是（ ）

A. 電荷在電場(chǎng)中一定會(huì)受到電場(chǎng)力的作用

B. 電荷在磁場(chǎng)中一定會(huì)受到洛侖茲力的作用

C. 電荷所受的電場(chǎng)力一定與該處的電場(chǎng)方向一致

D. 電荷所受的洛侖茲力不一定與磁場(chǎng)方向垂直

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，并通以垂直紙面向外的電流，（　�。�

A. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小、不受桌面摩擦力的作用

B. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小、受到桌面摩擦力的作用

C. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力的作用

D. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受到桌面摩擦力的作用

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某裝置用磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，工作原理圖如圖所示。裝置的長(zhǎng)L＝，上下兩個(gè)相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同、方向與紙面垂直且相反，兩磁場(chǎng)的間距為d，裝置右端有一收集板，N、P為板上的兩點(diǎn)，N、P分別位于下方磁場(chǎng)的上、下邊界上。一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子靜止在A處，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以速度v0沿圖中的虛線從裝置左端的中點(diǎn)O射入，方向與軸線成60°角�？梢酝ㄟ^(guò)改變上下矩形區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱（兩磁場(chǎng)始終大小相同、方向相反），控制粒子到達(dá)收集板上的位置。不計(jì)粒子的重力。

（1）試求出加速電壓U的大��；

（2）若粒子只經(jīng)過(guò)上方的磁場(chǎng)區(qū)域一次，恰好到達(dá)收集板上的P點(diǎn)，求磁場(chǎng)區(qū)域的寬度h；

（3）欲使粒子經(jīng)過(guò)上下兩磁場(chǎng)并到達(dá)收集板上的N點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度有多個(gè)可能的值，試求出其中的最小值B。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一帶電粒子質(zhì)量為m、電量為q，垂直于邊界進(jìn)入一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)它飛離磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度方向偏離入射方向θ角。已知磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d，磁感強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，不計(jì)粒子所受重力。

求：（1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度。

（2）粒子穿越磁場(chǎng)所用的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】 質(zhì)量為m的汽車在平直的路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度—時(shí)間圖象如圖所示，其中OA段為直線，AB段為曲線，B點(diǎn)后為平行于橫軸的直線．已知從t1時(shí)刻開(kāi)始汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力的大小恒為Ff，以下說(shuō)法正確的是 ( )

A．0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車牽引力的數(shù)值為m+ Ff

B．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率等于(m＋Ff)v2

C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速率小于

D．汽車運(yùn)動(dòng)的最大速率v2＝(＋1)v1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，A和B兩個(gè)小球固定在一根輕桿的兩端，mB> mA,此桿可繞穿過(guò)其中心的水平軸O無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)使輕桿從水平狀態(tài)無(wú)初速度釋放，發(fā)現(xiàn)桿繞O沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則桿從釋放起轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中

A. B球的動(dòng)能增加，機(jī)械能增加

B. A球的重力勢(shì)能和動(dòng)能都增加

C. A球重力勢(shì)能和動(dòng)能的增加量等于B球的重力勢(shì)能的減少量

D. A球和B球的總機(jī)械能是守恒的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究光電效應(yīng)現(xiàn)象．當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時(shí)，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象．閉合開(kāi)關(guān)S，在陽(yáng)極A和陰極K之間加上反向電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計(jì)中電流恰為零，此電壓表的電壓值U稱為遏止電壓，根據(jù)遏止電壓，可以計(jì)算出光電子的最大初動(dòng)能Ekm.現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測(cè)量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，則下列關(guān)系式中正確的是

A. 用頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度v＝

B. 陰極K金屬的逸出功W0＝hν1－eU1

C. 陰極K金屬的極限頻率νc＝

D. 普朗克常數(shù)h＝

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一根固定直桿與水平方向夾角為，將質(zhì)量為m1的滑塊套在桿上，通過(guò)輕繩懸掛質(zhì)量為m2的小球，桿與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。通過(guò)某種外部作用，使滑塊和小球瞬間獲得初動(dòng)量后，撤去外部作用，發(fā)現(xiàn)滑塊與小球仍保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng)，且輕繩與豎直方向夾角。則滑塊的運(yùn)動(dòng)情況是

A. 動(dòng)量方向沿桿向下，正在均勻增大

B. 動(dòng)量方向沿桿向下，正在均勻減小

C. 動(dòng)量方向沿桿向上，正在均勻增大

D. 動(dòng)量方向沿桿向上，正在均勻減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案