(16分)如圖(a)所示，斜面傾角為370，一寬為l=0.43m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行．在斜面上由靜止釋放一正方形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行．取斜面底邊重力勢(shì)能為零，從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，線框的機(jī)械能E和位移s之間的關(guān)系如圖(b)所示，圖中①、②均為直線段．已知線框的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.06Ω，重力加速度取g=l0m/s2．求：

(1)金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(2)金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間；

(3)金屬線框穿越磁場(chǎng)的過程中，線框中產(chǎn)生的最大電功率：

(4)請(qǐng)?jiān)趫D(c)中定性地畫出金屬線框從開始運(yùn)動(dòng)到完全穿出磁場(chǎng)的過程中，線框ab邊兩端的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖像．

 

【答案】

（1）0.5? （2）0.125s?? （3）0.43W? （4）

【解析】

試題分析：（1）減少的機(jī)械能等于克服摩擦力所做的功?

而

? 其中s1=0.36m

解得：μ=0.5

（2）金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，減小的機(jī)械能扥顧克服摩擦力和安培力所做的功，機(jī)械能仍均勻減小，因此安培力也為恒力，線框做勻速運(yùn)動(dòng)

，其中

可解得線框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為：v1=1.2 m/s

其中，，s2為線框的側(cè)邊長(zhǎng)，

即線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程運(yùn)動(dòng)的距離，可求出s2=0.25m

（3）線框剛出磁場(chǎng)時(shí)速度最大，線框內(nèi)的電功率最大

由可求得v2=1.6 m/s

根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，

可求出 FA=0.2N

又因?yàn)?/span>，可求出

代入數(shù)據(jù)可求出

（4）如圖所示

考點(diǎn)：本題考查電磁磁感應(yīng)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界OM水平，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時(shí)達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。求：

（1）線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2；

（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；

（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。

 

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科目：高中物理 來源：2012屆江蘇省蘇中三市高三3月第一次調(diào)研測(cè)試物理試題（帶解析） 題型：計(jì)算題

16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界OM水平，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時(shí)達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。求：
（1）線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2；
（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；
（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。

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科目：高中物理 來源：2013屆江蘇省徐州市高三第三次質(zhì)量檢測(cè)物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(16 分）如圖甲，距離很近的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)范圍很大，方向垂直紙面向里。在邊界上固定兩個(gè)等長(zhǎng)的平行金屬板A 和D ，兩金屬板中心各有－小孔S1、S2 ，板間電壓的變化規(guī)律如圖乙，正、反向最大電壓均為U0 ，周期為T0 。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期也是T0 �，F(xiàn)將該粒子在t=T0/4時(shí)刻由S1 靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后通過S2又垂直于邊界進(jìn)人右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中不與金屬板相碰。不計(jì)粒子重力、極板外的電場(chǎng)及粒子在兩邊界間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

（1）求金屬板的最大長(zhǎng)度。

（2）求粒子第n次通過S2的速度。

（3）若質(zhì)量m ’=13/12 m 電荷量為＋q的另一個(gè)粒子在t = 0 時(shí)刻由S1靜止釋放，求該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大半徑。

 

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科目：高中物理 來源：2013屆江蘇省徐州市高三第三次質(zhì)量檢測(cè)物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(16 分）如圖，長(zhǎng)l =lm 、厚度h=0.2m 的木板A靜止在水平面上，固定在水平面上半輕r=1.6m 的四分之一光滑圓弧軌道PQ ，底端與木板A相切與P點(diǎn)，木板與圓弧軌道緊靠在一起但不粘連。現(xiàn)將小物塊B從圓弧上距P點(diǎn)高度H=0.8m 處由靜止釋放，已知A、B質(zhì)量均為m = lkg，A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1，g 取10m/s2 。求：

（1）小物塊剛滑到圓弧軌道最低點(diǎn)P處時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小；

（2）小物塊從剛滑上木板至滑到木板左端過程中對(duì)木板所做的功；

（3）小物塊剛落地時(shí)距木板左端的距離。

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年江蘇省蘇中三市高三3月第一次調(diào)研測(cè)試物理試題（解析版） 題型：計(jì)算題

16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界OM水平，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時(shí)達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。求：

（1）線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2；

（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；

（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。

 

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