兩個沿水平方向且磁感應(yīng)強度大小均為B的有水平邊界的勻強磁場,如圖所示,磁場高度均為L.一個框面與磁場方向垂直、質(zhì)量為m,電阻為R,邊長為L的正方形金屬框abcd,從某一高度由靜止釋放,當(dāng)ab邊剛進入第一個磁場時,金屬框恰好做勻速直線運動;當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時,又恰好開始做勻速直線運動.整個過程空氣阻力不計.求:
(1)ab邊剛進入第一個磁場時的速度v
(2)ab邊剛剛到達第二個磁場下邊界JK時的速度v
(3)金屬框從ab邊開始進入第一個磁場至剛剛到達第二個磁場下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量Q.

【答案】分析:(1)根據(jù)線框所受的安培力和重力平衡,結(jié)合閉合電路歐姆定律求出ab邊進入第一個磁場時的速度.
(2)線框進入第二個磁場,先做加速度逐漸減小的減速運動,最終做勻速直線運動,根據(jù)安培力和重力平衡,求出ab邊剛剛到達第二個磁場下邊界JK時的速度.
(3)對該過程運用能量守恒求出金屬框從ab邊開始進入第一個磁場至剛剛到達第二個磁場下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量Q.
解答:解:(1)因為線框進入第一個磁場時,做勻速直線運動,有:
mg=BIL
I=
聯(lián)立解得v=
(2)當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時,又恰好開始做勻速直線運動,有:
mg=2BI′L
I′=
聯(lián)立解得v′=
(3)從金屬框從ab邊開始進入第一個磁場至剛剛到達第二個磁場下邊界JK過程中,根據(jù)能量守恒得,

解得Q=
答:(1)ab邊剛進入第一個磁場時的速度為
(2)ab邊剛剛到達第二個磁場下邊界JK時的速度為
(3)金屬框從ab邊開始進入第一個磁場至剛剛到達第二個磁場下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量Q=
點評:本題考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)和能量的綜合,是高考的熱點問題,平時的學(xué)習(xí)中需加強訓(xùn)練.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?溫州二模)-個位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合導(dǎo)體框,其上下兩條邊水平,從靜止幵始下落一定高度后,穿越一個磁感線沿水平方向且與線圈平面垂直的有界勻強磁場區(qū)域,該區(qū)域上下邊界也水平.下圖是自導(dǎo)體框幵始下落到完全穿越磁場區(qū)域的過程中,導(dǎo)體框的感應(yīng)電流、受到的安培力及運動速度隨時間變化的圖象,其中可能正確的是:(線圈始終在豎直平面內(nèi)運動,且忽略空氣阻力的影響)( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖(俯視)所示,空間有兩個沿豎直方向的有界勻強磁場,磁感強度都是B,磁場區(qū)的寬度都是L,邊界線相互平行,左邊磁場的方向豎直向下,右邊磁場的方向豎直向上.一邊長也為L的正方形導(dǎo)線框abcd放在光滑水平面上,在水平恒力F作用下沿水平面通過磁場區(qū).線框的bc邊始終平行于磁場區(qū)的邊界,力F垂直于線框的bc邊,且線框的bc邊剛進入左邊磁場時和線框的ad邊將離開右邊磁場時,線框都恰好做勻速運動,此時線框中的電流為i0.試在右面i-x坐標(biāo)平面上,定性畫出從導(dǎo)線框剛進入到完全離開磁場的過程中,線框內(nèi)的電流i隨bc邊位置的坐標(biāo)x變化的曲線.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖(俯視)所示,空間有兩個沿豎直方向的有界勻強磁場,磁感強度都是B,磁場區(qū)的寬度都是L,邊界線相互平行,左邊磁場的方向豎直向下,右邊磁場的方向豎直向上.一邊長也為L的正方形導(dǎo)線框abcd放在光滑水平面上,在水平恒力F作用下沿水平面通過磁場區(qū).線框的bc邊始終平行于磁場區(qū)的邊界,力F垂直于線框的bc邊,且線框的bc邊剛進入左邊磁場時和線框的ad邊將離開右邊磁場時,線框都恰好做勻速運動,此時線框中的電流為i0.試在右面i-x坐標(biāo)平面上,定性畫出從導(dǎo)線框剛進入到完全離開磁場的過程中,線框內(nèi)的電流i隨bc邊位置的坐標(biāo)x變化的曲線.
精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解