如圖甲所示，一邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬絲方框豎直放置在磁場中，磁場方向垂直方框平面，磁感應強度的大小隨y的變化規(guī)律為，k為恒定常數(shù)，同一水平面上磁感應強度相同．現(xiàn)將方框以初速度v0從O點水平拋出，重力加速度為g，不計阻力．

（1）通過計算確定方框最終運動的狀態(tài)；

 


（2）若方框下落過程中產(chǎn)生的電動勢E與下落高度y的關系如圖乙所示，求方框下落H高度時產(chǎn)生的內(nèi)能．

(1)最終方框勻速運動，速度大小為v＝，  方向與x軸成arctan         

（2）Q＝mgH－       


解析:

(1)因為線框中各條邊的電流相等，根據(jù)對稱性可知線框在水平方向所受合力為0，水平方向做勻速運動          （2分）

設線框運動ts，下落h高度，豎直方向速度為vy，切割產(chǎn)生的電動勢

E＝B下Lvy－B上Lvy    （2分）

I＝E/R     （1分）

mg－（B下LI－B上LI）＝ma    （2分）

a=g－     （2分）

豎直方向做變加速運動，最終勻速運動vym＝    （2分）

最終方框勻速運動，速度大小為v＝，  （2分）

方向與x軸成arctan           （1分）

（2）由圖象可得線框下落H高度時做勻速運動

由能量守恒定律得：Q＝mgH＋mv02－mv2   （4分）

Q＝mgH－        （2分）

【命題主旨】考查力、電綜合應用.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，一邊長為2.5m的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置放在方向豎直向上、磁感應強度為0.6T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合．在水平外力作用下線框由靜止開始經(jīng)過5s被勻加速拉出磁場．測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如乙圖所示．在金屬線框被拉出的過程中，通過線框?qū)Ь�橫截面的電量為
1.5
1.5
C，線框的電阻為
2.5
2.5
Ω，線框的加速度大小為
0.2
0.2
m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?青浦區(qū)一模）如圖甲所示，一邊長為l的正方形金屬線框位于光滑水平面上，線框的右邊緊貼著豎直向下的有界勻強磁場區(qū)域的邊界．從t=0時刻開始，線框在一水平向右的外力F的作用下從靜止開始做勻加速直線運動，在t0時刻穿出磁場．圖乙為外力F隨時間變化的圖象，圖象中的F0、t0均為已知量，則t=t0時刻線框的速度v=
2l
t0
2l
t0
，t=
3
4
t0時刻線框的發(fā)熱功率P=
9F0l
4t0
9F0l
4t0
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?湖南模擬）如圖甲所示，一邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R的正方形金屬框豎直放置在磁場中，磁場方向垂直方框平面，磁感應強度的大小隨y的變化規(guī)律為B=BH+ky，k為恒定常數(shù)，同一水平面上磁感應強度相同．現(xiàn)將方框從如圖所示位置自由下落，重力加速度為g，不計空氣阻力，設磁場區(qū)域足夠大．
（1）判定方框中感應電流的方向；
（2）通過計算確定方框最終運動的狀態(tài)；
（3）圖乙為感應電動勢E隨下降高度y的變化圖象，求方框從初位置下落H高度時產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，一邊長為l的正方形金屬線框位于光滑水平面上，線框的右邊緊貼著豎直向下的有界勻強磁場區(qū)域的邊界，磁場磁感應強度為B．從t=0時刻開始，線框在一水平向右的拉力F作用下從靜止開始做勻加速直線運動，在t0時刻穿出磁場．圖乙為拉力F隨時間變化的圖象，圖象中的F0、t0均為已知量．則t=
1
2
t0時刻線框中電流I=
 
；t=
4
5
t0時刻線框的發(fā)熱功率P熱=
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，一邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R的正方形金屬框豎直放置在磁場中，磁場方向垂直方框平面，磁感應強度的大小隨y的變化規(guī)律為B=B0+ky，k為恒定常數(shù)，同一水平面上磁感應強度相同．現(xiàn)將方框從如圖所示位置自由下落，重力加速度為g，不計空氣阻力，設磁場區(qū)域足夠大．
（1）判定方框中感應電流的方向；
（2）通過計算確定方框最終運動的狀態(tài)；
（3）乙圖為金屬框中感應電動勢E與y的關系圖．請求出金屬框下落H高度過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Q．

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