1．有一邊長為L的正方形導(dǎo)線框，質(zhì)量為m，由高度H處自由下落，如圖所示，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域后，線圈開始減速運(yùn)動，直到其上邊cd剛好穿出磁場時(shí)，速度減為ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度的一半，此勻強(qiáng)磁場的寬度也是L，求：
（1）線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框的速度．
（2）線框在穿越勻強(qiáng)磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱大�。�

分析 （1）先根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律求出線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度．
（2）線框穿越勻強(qiáng)磁場過程中機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再對整個(gè)過程，運(yùn)用能量守恒定律求解電熱．

解答 解：（1）設(shè)線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度大小為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mgH=$\frac{1}{2}$mv2
解得：v=$\sqrt{2gH}$；
（2）從線框進(jìn)入磁場到cd剛穿出勻強(qiáng)磁場的過程，根據(jù)能量守恒定律得：$\frac{1}{2}$mv2+mg•2L=Q+$\frac{1}{2}$m（$\frac{1}{2}$v）2，
解得：Q=$\frac{3}{4}$mgH+2mgL；
答：（1）線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框的速度為$\sqrt{2gH}$．
（2）線框在穿越勻強(qiáng)磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱大小為：$\frac{3}{4}$mgH+2mgL．

點(diǎn)評 本題是運(yùn)用能量守恒定律處理電磁感應(yīng)中能量問題，關(guān)鍵要正確分析能量是如何轉(zhuǎn)化的；應(yīng)用自由落體運(yùn)動規(guī)律與能量守恒定律可以解題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．某制片組使用熱氣球進(jìn)行拍攝．已知?dú)馇�、座艙、壓艙物、攝影器材及人 員的總質(zhì)量為900kg，在空中停留一段時(shí)間后由于某種故障，氣球受到的空氣浮力減小，減小一定量后恒定．當(dāng)攝影師發(fā)現(xiàn)氣球在豎直下降時(shí)，氣球速度已為 2m/s，此后 4s 時(shí) 間內(nèi)，氣球勻加速下降了16m，此時(shí)攝影師立即拋掉一些壓艙物，使氣球勻減速下降20m，速度減小到 2m/s，不考慮氣球由于運(yùn)動而受到的空氣阻力，重力加速度 g 取 10m/s2．求：
（1）氣球勻加速下降階段的加速度大小；
（2）氣球勻減速下降階段的加速度大��；
（3）拋掉的壓艙物的質(zhì)量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

20．如圖所示，豎直平面內(nèi)半徑為R=0.5m的光滑半圓環(huán)與水平軌道AB平滑連接，質(zhì)量m=0.2kg的小球以一定初速度從A點(diǎn)出發(fā)沿水平軌道向左運(yùn)動，到圓環(huán)軌道最低點(diǎn)B后，小球沖上圓環(huán)恰能維持在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動，通過最高點(diǎn)C水平飛出，最后落到水平軌道上．（取g=10m/s2）求：
（1）小球在B點(diǎn)對半圓軌道的壓力
（2）小球飛出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌a、b平行放置在斜面M上，導(dǎo)軌之間的距離為L，在導(dǎo)軌的下方連接有一個(gè)阻值為R的電阻，兩導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，有一個(gè)質(zhì)量為m的金屬桿垂直置于兩導(dǎo)軌之上，與兩導(dǎo)軌接觸，但無摩擦，金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R0，將金屬桿系在一個(gè)輕質(zhì)細(xì)線上，細(xì)線跨過固定在斜面體頂端的一光滑定滑輪與一質(zhì)量為4m的物塊相連，一開始金屬桿位于距離地面高為$\frac{{h}_{0}}{2}$處，將物塊由靜止釋放，物塊開始下落，物塊下落h高度后，與金屬桿一起做勻速運(yùn)動．設(shè)一開始磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，已知斜面傾角為θ=30°，重力加速度為g，試求：
（1）金屬桿做勻速運(yùn)動的速度；
（2）物塊下落h的過程中，金屬桿上產(chǎn)生的熱量和通過R的電荷量；
（3）設(shè)金屬桿做勻速運(yùn)動的速度為v0，從物塊下滑h后開始計(jì)時(shí)，設(shè)此時(shí)t=0，從t=0開始，由于磁場減弱，R中無電流通過，試寫出B隨t變化的關(guān)系式．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

16．如圖甲所示，足夠長的光滑U形導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，其寬度L=1m，所在平面與水平面的夾角為θ=53°，上端連接一個(gè)阻值為R=0.40Ω的電阻，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.05kg、有效電阻為r=0.30Ω的金屬桿ab沿框架由靜止下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，其沿著導(dǎo)軌的下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g=10m/s2（忽略ab棒運(yùn)動過程中對原磁場的影響），下列說法正確的是（　　）
A．導(dǎo)體棒下滑過程中，A點(diǎn)電勢低于C點(diǎn)電勢
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為0.2T
C．金屬棒ab在開始運(yùn)動的1.5s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為1.575J
D．金屬桿ab在開始運(yùn)動的1.5s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為2C

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，光滑U形金屬框架放在水平面內(nèi)，上面放置一導(dǎo)體棒，有勻強(qiáng)磁場B垂直框架所在平面，當(dāng)B發(fā)生變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動，下列判斷正確的是（　�。�
①棒中電流從b→a     ②棒中電流從a→b
③B逐漸增大          ④B逐漸減小．
A．①③B．②④C．①④D．②③

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．如圖所示，間距為L=0.5m足夠長的平行金屬導(dǎo)軌放置在與水平面間夾角為θ=37°的絕緣斜面上，導(dǎo)軌的上端連接有一個(gè)R=4Ω的電阻．有一個(gè)勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T．將一根質(zhì)量為m=0.05kg、長度為L的金屬棒ab放置在導(dǎo)軌上并與其垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r=1Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．從導(dǎo)軌的頂端．由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，當(dāng)金屬棒向下滑行s=3m時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，則：（不計(jì)初始狀態(tài)下導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌頂端的間距，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多大？
（2）金屬棒沿導(dǎo)軌下滑距離為s的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖所示，邊長為2L的等邊三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，它的底邊在x軸上，紙面內(nèi)一底角為60°、高為$\sqrt{3}$L、底邊長為3L的等腰梯形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動并穿過磁場區(qū)域，導(dǎo)線框電阻均勻，在t=0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置，以順時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，下列能夠正確表示電流-位移（I-x）關(guān)系的是（　�。�
A．B．C．D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．下圖中標(biāo)出了磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和其所受安培力F的方向，其中正確的是（　�。�
A．B．C．D．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案