(14分)如圖所示，輪軸大輪半徑為3r，小輪半徑為r，大輪邊懸掛質(zhì)量為m的重物，小輪邊懸掛“日”字型線框，線框質(zhì)量也為m，線框豎直邊電阻不計(jì)，三根橫邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻均為R。水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)寬度與線框橫邊間距相同，均為h，輪軸質(zhì)量和摩擦不計(jì)。從靜止釋放重物，線框一進(jìn)入磁場(chǎng)就做勻速運(yùn)動(dòng)。

（1）判斷“日”字型線框最上面的一條邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，流經(jīng)它的電流方向；
（2）求線框進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小v；
（3）求剛釋放重物時(shí)，線框上邊與磁場(chǎng)下邊緣的距離H；
（4）求線框全部通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量Q。
(1)自右向左(2) v=3mgR/B2L2(3) 45m2gR2/2B4L4(4) Q=6mgh

試題分析：（1）電流方向?yàn)樽杂蚁蜃?nbsp;                      2分
（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)就做勻速運(yùn)動(dòng)，安培力和重力是同方向的，
線框 T1=FA+mg，重物T2=mg，T1= 3T2；                             1分
FA=2mg                                                          1分
BIL="B[Blv/(R+R/2)" ]L=2mg                                           1分
v=3mgR/B2L2                                                         1分
(3)未進(jìn)入磁場(chǎng)前，系統(tǒng)機(jī)械能守恒：
3mgH-mgH=(1/2)mv2+(1/2)m(3v)2                                       2分
H=5v2/2g=45m2gR2/2B4L4                                               2分
(4) 全部通過磁場(chǎng)過程都是勻速運(yùn)動(dòng)，每次都是一條橫邊切割，電路情況相同，熱量來自于安培力做功，F(xiàn)A=2mg                  2分
通過磁場(chǎng)線框發(fā)生的位移是3h， 所以Q=6mgh
點(diǎn)評(píng)：做此類型的題目關(guān)鍵是把握物體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，結(jié)合受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律，列式求解
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，一對(duì)平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距＝1.0 m，左端接有阻值R＝1.0Ω的電阻，一質(zhì)量m＝0.2 kg，電阻忽略不計(jì)的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用功率恒為6W的牽引力F使棒從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)（棒MN在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸），當(dāng)電阻R產(chǎn)生熱量Q =" 5.8" J時(shí)獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過電阻R的電量q =" 2.8" C（g取10m/s2），求：

(1)棒MN達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？
(2)棒MN從靜止開始到穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，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內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正方形線框abcd的邊長(zhǎng)l＝0.2 m，質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻R＝0.08 Ω。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過輕滑輪，一端連線框，另一端連一質(zhì)量M＝0.2 kg的物體A。開始時(shí)線框的cd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，同時(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？
（2）線框從開始運(yùn)動(dòng)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，用了多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）線框落地時(shí)的速度多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)，將線圈在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止釋放，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，則線圈穿越磁場(chǎng)的過程中(從cd邊剛?cè)氪艌?chǎng)一直到ab邊剛離開磁場(chǎng))(　　)
A．感應(yīng)電流做功為mgL
B．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中一直做減速運(yùn)動(dòng)
C．線圈的最小速度可能為
D．線圈的最小速度一定為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在光滑的水平地面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大。一個(gè)半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從如圖位置向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線PQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為v/2，則下列說法正確的是(    ) 
A．此時(shí)圓環(huán)中的電功率為B．此時(shí)圓環(huán)的加速度為
C．此過程中通過圓環(huán)截面的電量為D．此過程中回路產(chǎn)生的電能為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直放置、寬度L＝1.0m的框架上，放有一質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝1.0Ω的導(dǎo)體棒MN，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與框架平面垂直。用電動(dòng)機(jī)無初速牽引導(dǎo)體棒上升，當(dāng)上升到h＝3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量Q＝2.0J，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為U＝7.0V、I＝1.0A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r＝1.0Ω。不計(jì)其它電阻及一切摩擦，導(dǎo)體棒與框架始終接觸良好，取重力加速度g＝10 m/s2 。求：

（1）棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度的大小v；
（2）棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

閉合導(dǎo)體線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示位置勻速向右拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0.5 s拉出，線圈產(chǎn)生的熱量為Q1，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q1；第二次用0.3 s拉出，線圈產(chǎn)生的熱量為Q 2，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q2，則 (　　)
A．Q1＜Q2，q1＜q2B．Q1＞Q2，q1＞q2
C．Q1＞Q2，q1＝q2D．Q1＜Q2，q1＝q2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩根質(zhì)量均為0.1 kg完全相同的導(dǎo)體棒a、b，用絕緣輕桿相連置于由金屬導(dǎo)軌PQ、MN架設(shè)的斜面上．已知斜面傾角θ為53°，a、b導(dǎo)體棒的間距是PQ、MN導(dǎo)軌的間距的一半，導(dǎo)軌間分界線OO′以下有方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．當(dāng)a、b導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑時(shí)，其下滑速度v與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖乙所示．若a、b導(dǎo)體棒接入電路的電阻均為1 Ω，其他電阻不計(jì)，取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，試求：

(1)PQ、MN導(dǎo)軌的間距d；
(2)a、b導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為L＝2m、寬為d＝1m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l＝0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。在t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為m＝0.1kg的導(dǎo)體棒以v0＝1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為λ＝0.2Ω/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響。求：

小題1:導(dǎo)體棒從t＝0時(shí)刻開始向右運(yùn)動(dòng)直至末速為零所需的時(shí)間；
小題2:導(dǎo)體棒從t＝0時(shí)刻開始向右運(yùn)動(dòng)直至末速為零時(shí)離左端的位置；
小題3:4s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；
小題4:4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。                 

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