（4分）磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為B2/2μ,式中B是感應(yīng)強(qiáng)度,μ是磁導(dǎo)率，在空氣中μ為一已知常數(shù)．為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離△L，并測出拉力F，如圖所示．因?yàn)镕所做的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為B＝      

 

解析試題分析：本題關(guān)鍵根據(jù)題意得到磁場能量密度的定義，然后根據(jù)功能關(guān)系求得條形磁鐵與鐵片P之間的磁場所具有的能量。因?yàn)镕所做的功等于△L間隙中磁場的能量，所以先分別求出F所做的功和△L間隙中磁場的能量，然后根據(jù)等量關(guān)系得出一等式，即可解得
在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離△L的過程中，拉力F可認(rèn)為不變，因此F所做的功為：；以表示間隙中磁場的能量密度，由題給條件，根據(jù)磁能量密度的定義可得：△L間隙中磁場的能量；由題意可知：F所做的功等于△L間隙中磁場的能量，即W=E；所以，解得：．
考點(diǎn)：本題考查磁能量密度；彈簧測力計(jì)的使用與讀數(shù)；磁場；功的計(jì)算，同時(shí)考查考生從新情境中提取物理信息的能力．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中以豎直和水平方向建立直角坐標(biāo)系，一帶負(fù)電的油滴從坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v0向第一象限某方向拋出，當(dāng)油滴運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A（圖中未畫出）時(shí)速度為vt，試從做功與能量轉(zhuǎn)化角度分析此過程，下列說法正確的是

A．若vt＞v0，則重力和電場力都對油滴做正功引起油滴動(dòng)能增大
B．若vt＞v0，則油滴電勢能的改變量大于油滴重力勢能的改變量
C．若vt= v0，則A點(diǎn)可能位于第一象限
D．若vt= v0，則A點(diǎn)一定位于第二象限

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），由斜面底端的A點(diǎn)以某一初速度沖上傾角為30°的固定斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g，物體沿斜面上升的最大高度為h，在此過程中

A．重力勢能增加了2mgh B．機(jī)械能損失了mgh 
C．動(dòng)能損失了mgh D．系統(tǒng)生熱 

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場的電場線．在電場力作用下，一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)A點(diǎn)飛向B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，試判斷：

(1)粒子帶________電；
(2)粒子在________點(diǎn)加速度大；
(3)粒子在________點(diǎn)動(dòng)能大；
(4)A、B兩點(diǎn)相比，________點(diǎn)電勢高．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0垂直射入場強(qiáng)為E方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，該粒子在電場中的經(jīng)歷時(shí)間_____后，其即時(shí)速度的方向與初速度方向成30º角。在這過程中粒子的電勢能增量為_______。（不計(jì)重力）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為θ＝30°、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1＝0.4m，B1＝5T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上。一質(zhì)量m＝1.6kg的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，其電阻r＝1Ω。金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)電路，R1＝1Ω，R2＝1.5Ω。R2兩端通過細(xì)導(dǎo)線連接質(zhì)量M＝0.6kg的正方形金屬框cdef，每根細(xì)導(dǎo)線能承受的最大拉力Fm=3.6N，正方形邊長L2＝0.2 m，每條邊電阻r0=1Ω，金屬框處在一方向垂直紙面向里、B2＝3T的勻強(qiáng)磁場中�，F(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，不計(jì)其他電阻及滑輪摩擦，取g=10m/s2。求：

（1）電鍵S斷開時(shí)棒ab下滑過程中的最大速度vm；
（2）電鍵S閉合，細(xì)導(dǎo)線剛好被拉斷時(shí)棒ab的速度v；
（3）若電鍵S閉合后，從棒ab釋放到細(xì)導(dǎo)線被拉斷的過程中棒ab上產(chǎn)生的電熱Q=2J，此過程中棒ab下滑的高度h。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為m="2" kg，初始時(shí)彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v＝6 m／s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量M="4" kg的物塊C靜止在前方，如圖所示。B與C碰撞后二者會(huì)粘在一起運(yùn)動(dòng)。求在以后的運(yùn)動(dòng)中：

（1）當(dāng)彈簧的彈性勢能最大時(shí)，物塊A的速度v1為多大?
（2）系統(tǒng)中彈性勢能的最大值EP是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，一質(zhì)量m1=0．45kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上。車頂右端放一質(zhì)量m2 =0．4 kg的小物體，小物體可視為質(zhì)點(diǎn)�，F(xiàn)有一質(zhì)量m0 =0．05 kg的子彈以水平速度v0 ="100" m/s射中小車左端，并留在車中，已知子彈與車相互作用時(shí)間極短，小物體與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0．5，最終小物體以5 m/s的速度離開小車。g取10 m／s2。求：

①子彈從射入小車到相對小車靜止的過程中對小車的沖量大小。
②小車的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，有一質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，自豎直向下、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn)靜止下落．在距離P點(diǎn)正下方h處有一彈性絕緣擋板S(擋板不影響勻強(qiáng)電場的分布)，小球每次與擋板S相碰后電荷量均減少到碰前的(k>1)，而碰撞過程中小球的機(jī)械能不發(fā)生損失．

（1）設(shè)勻強(qiáng)電場中，擋板S處電勢φs＝0，則電場中P點(diǎn)的電勢φp為多少？小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢能Ep為多少？
（2）小球從P點(diǎn)出發(fā)后到第一次反彈到最高點(diǎn)的過程中電場力對小球做了多少功？
（3）求在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，小球距離擋板的最大距離L.

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同步練習(xí)冊答案