【題目】如圖,在距離水平地面h=0.8 m的虛線的上方,有一個(gè)方向垂直于紙面水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).正方形線框abcd的邊長(zhǎng)l=0.2m,質(zhì)量m=0.1kg,電阻R=0.08Ω.一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過輕光滑滑輪,一端連線框,另一端連一質(zhì)量M=0.2kg的物體A(A未在磁場(chǎng)中).開始時(shí)線框的cd邊在地面上,各段繩都處于伸直狀態(tài),從如圖所示的位置由靜止釋放物體A,一段時(shí)間后線框進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),已知線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)物體A恰好落地,此時(shí)將輕繩剪斷,線框繼續(xù)上升一段時(shí)間后開始下落,最后落至地面.整個(gè)過程線框沒有轉(zhuǎn)動(dòng),線框平面始終處于紙面內(nèi),g取10 m/s2.求:

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小

(2)線框從開始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)最高點(diǎn),用了多長(zhǎng)時(shí)間

(3)線框落地時(shí)的速度多大

【答案】(1)1T;(2)0.9s;(3)4m/s;

【解析】試題分析:(1)設(shè)線框到達(dá)磁場(chǎng)邊界時(shí)速度大小為v,由機(jī)械能守恒定律可得:

Mg(hl)mg(hl)(Mm)v2

代入數(shù)據(jù)解得:v2 m/s②

線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流:I

線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng),有:MgmgIBl

代入數(shù)據(jù)解得:B1 T

(2)設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)之前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,有:hlvt1

代入數(shù)據(jù)解得:t10.6 s⑦

線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程做勻速運(yùn)動(dòng),所用時(shí)間:t20.1 s⑧

此后輕繩拉力消失,線框做豎直上拋運(yùn)動(dòng),到最高點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間:t30.2 s⑨

線框從開始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),所用時(shí)間:tt1t2t30.9 s

(3)線框從最高點(diǎn)下落至磁場(chǎng)邊界時(shí)速度大小不變,線框所受安培力大小也不變,即

IBl(Mm)gmg

因此,線框穿出磁場(chǎng)過程還是做勻速運(yùn)動(dòng),離開磁場(chǎng)后做豎直下拋運(yùn)動(dòng).

由機(jī)械能守恒定律可得:mmv2mg(hl)

代入數(shù)據(jù)解得線框落地時(shí)的速度:vt4 m/s.

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】如圖所示,由導(dǎo)體材料制成的閉合線框,曲線部分PNQ滿足函數(shù)y=0.5sin(0.5πx),其中x、y單位為m,x滿足0≤x≤2,曲線部分電阻不計(jì),直線部分PMQ的電阻為R=10Ω.將線框從圖示的位置開始(t=0),以v=2m/s的速度勻速通過寬度為d=2m、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)有界磁場(chǎng),在線框穿越磁場(chǎng)的過程中,下列說(shuō)法正確的是

A. 線框穿越磁場(chǎng)的時(shí)間為4s

B. 線框穿越磁場(chǎng)的過程中,PQ兩點(diǎn)間的最大電壓為1V

C. 線框穿越磁場(chǎng)的過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱為0.1J

D. 線框穿越磁場(chǎng)的過程中,感應(yīng)電流變化規(guī)律為i=0.1sin(0.5πt)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一個(gè)稱為千人震的趣味物理小實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)是用一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為的新干電池、一個(gè)日光燈鎮(zhèn)流器自感線圈、開關(guān)和幾根導(dǎo)線連成如圖所示的電路幾位做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)手拉手連成一排,首、尾兩位同學(xué)分別握住導(dǎo)線的A、B端,在開關(guān)閉合或斷開時(shí)就會(huì)使連成一排的同學(xué)都有觸電感覺,則

A. 人有觸電感覺是在開關(guān)閉合的瞬間

B. 人有觸電感覺是在開關(guān)斷開的瞬間

C. 該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生是因?yàn)樽愿芯圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)

D. 若增加拉手的人數(shù),觸電的感覺會(huì)變得不明顯

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體自 O點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A、B、C、D為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的四點(diǎn),測(cè)得AB=2 m, BC=3 m,且物體通過AB、BC、CD所用的時(shí)間均為02 s,則下列說(shuō)法正確的是

A物體的加速度為20 m/s2

BCD=4 m

COA之間的距離為1125 m

DOA之間的距離為15 m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,ABCD是一長(zhǎng)方形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙規(guī)律變化,取垂直紙面向外為磁場(chǎng)的正方向,圖中AB=AD=L一質(zhì)量為m、所帶電荷量為q的帶正電粒子以速度v0t=0時(shí)從A點(diǎn)沿AB方向垂直磁場(chǎng)射入,粒子重力不計(jì)。則下列說(shuō)法中正確的是

A. 若粒子經(jīng)時(shí)間恰好垂直打在CD上,則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B. 若粒子經(jīng)時(shí)間恰好垂直打在CD上,則粒子運(yùn)動(dòng)中的加速度大小

C. 若要使粒子恰能沿DC方向通過C點(diǎn),則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

D. 若要使粒子恰能沿DC方向通過C點(diǎn),磁場(chǎng)變化的周期

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)。甲乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. t1時(shí)刻兩車速度相等

B. 0t1時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等

C. t1t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等

D. t1t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑導(dǎo)軌MN、PQ在同一水平面內(nèi)平行固定放置,其間距d=1m,右端通過導(dǎo)線與阻值RL=8Ω的小燈泡L相連,金屬棒的電阻的電阻為r=2Ω,導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)有豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一金屬棒在恒力F=0.8N力作用下勻速通過磁場(chǎng)。(不考慮導(dǎo)軌的電阻,金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸)。求:

(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大小;

(2)小燈泡的電功率.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】單匝矩形線圈abcd邊長(zhǎng)分別為,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可繞與磁場(chǎng)方向垂直的軸勻角速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)軸分別過ad邊和bc邊的中點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為圖為沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸觀察的情況,在該時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到ab邊的速度方向與磁場(chǎng)方向夾角為,此時(shí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將一空心導(dǎo)體放入勻強(qiáng)電場(chǎng)中穩(wěn)定后,電場(chǎng)線分布如圖所示.A、D為電場(chǎng)中兩點(diǎn),B、C為導(dǎo)體表面兩點(diǎn).則下列說(shuō)法中正確的是(

A. 同一帶電粒子在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力

B. 同一帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

C. 一帶電的粒子沿著導(dǎo)體表面從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn),電場(chǎng)力不做功

D. B點(diǎn)的電勢(shì)低于D點(diǎn)的電勢(shì)

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