【題目】如圖所示,兩水平線L1L2分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場的邊界,寬度為d,正方形線框abcd由均勻材料制成,其邊長為L(L<d),質(zhì)量為m,總電阻為R.將線框在磁場上方高h處由靜止開始釋放,已知線框從開始下落到完全進(jìn)入磁場過程中通過線框的總電量為q,且ab邊剛進(jìn)入磁場時和剛穿出磁場時的速度相同,求:

(l)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及ab邊剛進(jìn)入磁場時ab兩端的電壓;

(2)ab邊剛進(jìn)入磁場時線框加速度的大小和方向;

(3)整個線框進(jìn)入磁場過程所需的時間.

【答案】(1); (2) 方向豎直向上 (3)

【解析】(1)線框在進(jìn)入磁場的過程中,

q=t
得: ,所以B=
ab邊進(jìn)入磁場前,線框自由下落v02=2gh
ab邊剛進(jìn)入磁場時切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv0
ab兩端的電壓為U=I=
(2)由題中條件可知,ab邊進(jìn)入磁場時和剛穿出磁場時的速度相同,而線框完全進(jìn)入磁場后做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動,由此可判斷ab邊剛進(jìn)入磁場時線框應(yīng)做減速運(yùn)動,故加速度方向豎直向上.
由牛頓第二定律可知,BIL-mg=ma
同時有 I=
所以
(3)設(shè)線框全部進(jìn)入磁場的瞬間速度大小為v1,則:v02-v12=2g(d-L) (12)
線框在進(jìn)入磁場的過程中,以向上為正方向:BIL-mg=ma
在極短時間t內(nèi),BIL-mg=m ,即 (BIL-mg)t=mv
對方程兩邊求和,∑(BIL-mg)t=∑mv,
化簡得:BLq-mgt=m(v0-v1 (13)
將各量代入得: (14)

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,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、CD后再回到狀態(tài)A。其中,AB為等壓過程, BC為等容過程,從CDA為等溫過程。該循環(huán)過程中,下列說法正確的是_________。

A.AB過程中,氣體對外界做功,吸熱

B.BC過程中,氣體分子的平均動能增加

C.CD過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多

D.DA過程中,氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化

E. 該循環(huán)過程中,氣體吸熱

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【題目】如圖所示,輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊連接,把滑塊放在光滑斜面上的A點(diǎn),此時彈簧恰好水平,將滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)位于O點(diǎn)正下方的C點(diǎn),當(dāng)滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)時彈簧與斜面垂直,運(yùn)動到C點(diǎn)時彈簧恰好處于原長,已知OC的距離為L,斜面傾角為θ=30°,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則滑塊由A運(yùn)動到C的過程中

A. 滑塊的加速度一直減小

B. 滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時的速度一定最大

C. 滑塊經(jīng)過C點(diǎn)的速度大于

D. 滑塊的加速度大小等于的位置一共有三處

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,設(shè)計實(shí)驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。

如圖(a),將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺,在上端的托盤中依次增加砝碼,測得相應(yīng)的彈簧長度,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表,有數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=____N/m,(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,g9.8m/s2

(a)           (b)       

(c)

取下彈簧,將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),如圖(b)所示;調(diào)整導(dǎo)軌,使滑塊自由滑動時,通過兩個光電門的速度大小______________。

用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x;釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v,釋放滑塊過程中,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為______________。

重復(fù)中的操作,得到vx的關(guān)系如圖(c)。由圖可知,vx_______關(guān)系,由上述實(shí)驗可得結(jié)論:對同一根彈簧,彈性勢能與彈簧的___________成正比。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國自行研制的新一代輪式裝甲車已達(dá)到西方國家第三代戰(zhàn)車的水平,將成為中國軍方快速部署型輕裝甲部隊的主力裝備。設(shè)該裝甲車的質(zhì)量為m,若在平直的公路上從靜止開始加速,前進(jìn)較短的距離s速度便可達(dá)到最大值vm。設(shè)在加速過程中發(fā)動機(jī)的功率恒定為P,坦克所受阻力恒為f,當(dāng)速度為vvm>v)時,所受牽引力為F。以下說法正確的是( )

A.坦克速度為v時,坦克的牽引力做功為Fs

B.坦克的最大速度

C.坦克速度為v時加速度為

D.坦克從靜止開始達(dá)到最大速度vm所用時間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,距小滑輪O正下方l處的B點(diǎn)用絕緣底座固定一帶電荷量為+q的小球1,絕緣輕質(zhì)彈性繩一端懸掛在定滑輪O正上方處的D點(diǎn),另一端與質(zhì)量為m的帶電小球2連接,發(fā)現(xiàn)小球2恰好在A位置平衡,已知OA長為l,與豎直方向的夾角為60°。由于彈性繩的絕緣效果不是很好,小球2緩慢漏電,一段時間后,當(dāng)滑輪下方的彈性繩與豎直方向夾角為30°時,小球2恰好在AB連線上的C位置。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,則下列說法正確的是

A. 小球2帶負(fù)電

B. 小球2C位置時所帶電荷量為

C. 小球2A位置時所帶電荷量為

D. 彈性繩原長為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖位于豎直面內(nèi)的光滑軌道AB,與半徑為R的圓形軌道底部相通,圓形軌道上部有一缺口CDE,D點(diǎn)為圓形最高點(diǎn),∠CODDOE30°,質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小球自光滑軌道AB上某點(diǎn)靜止下滑,由底部進(jìn)入圓形軌道,通過不斷調(diào)整釋放位置,直到小球從C飛出后能無碰撞的從E進(jìn)入左側(cè)軌道,重力加速度為g。下列說法正確的是

A. 小球通過最高點(diǎn)的速度大小為

B. 小球通過C點(diǎn)時速度大小為

C. 小球從C點(diǎn)運(yùn)動到最高點(diǎn)的時間為

D. A點(diǎn)距地面的高度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空中有一個半徑為R的均勻透明介質(zhì)球,一細(xì)束激光沿直線AB傳播,在介質(zhì)球表面的B點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入球,入射角θ160°,在球面上另一點(diǎn)又一次經(jīng)折射后進(jìn)人真空,此時激光的傳播方向相對于光線AB偏轉(zhuǎn)了60°.已知真空中的光速為c,求:

①介質(zhì)球的折射率n;

②激光在介質(zhì)球中傳播的時間t.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲中的變壓器為理想變壓器,原線圈匝數(shù)n1與副線圈匝數(shù)n2之比為10∶1,變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式交流電,電阻R1R2R3=20 Ω和電容器連接成如圖甲所示的電路,其中電容器的擊穿電壓為8 V,電表為理想交流電表,開關(guān)S處于斷開狀態(tài),則(  )

A. 電壓表V的讀數(shù)約為7.07 V

B. 電流表A的讀數(shù)為0.05 A

C. 變壓器的輸入功率約為7.07 W

D. 若閉合開關(guān)S,電容器不會被擊穿

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