在光滑的水平面上存在著兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其寬度均為l，如圖所示．一個質(zhì)量為m、邊長為l的正方形線框，在水平恒力作用下，從靜止開始運(yùn)動l，速度達(dá)到v0，進(jìn)人左邊磁場時恰好作勻速運(yùn)動．求：

(1)當(dāng)ab邊剛越過中界線2時，線框的加速度．

(2)當(dāng)ab邊剛越過中界線2和邊界線3的中間位置時，線框又恰好做勻速運(yùn)動，求線框從開始進(jìn)人邊界線1到ab邊到達(dá)界線2、3中間位置的過程中，共產(chǎn)生多少熱量．

 

（1）3v02/2l        （2）

  


解析:

(1)從開始運(yùn)動到速度達(dá)到v0的過程中，加速度大小a1=v02/2l．

在左邊磁場中運(yùn)動時受力平衡，即安培力等于拉力F，即F=BIl．

當(dāng)ab邊剛越過中界線2時，兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相加而產(chǎn)生感應(yīng)電流，其大小為

I’=2I，每邊受到的安培力都是原來的2倍．這時兩邊受的安培力都向左，與拉力F反向，這時的加速度大小為a=3a1=3v02/2l．

(2)當(dāng)ab邊剛越過中界線2和邊界線3的中間位置時，線框又恰好受力平衡，設(shè)這時的速度為v’，則4B2l2v’/R=F，這說明v’=v0/4．

根據(jù)功能關(guān)系，線框從開始進(jìn)人邊界線1到ab邊到達(dá)界線2、3中間位置的過程中產(chǎn)生的熱量等于拉力F做的功與動能減少量之和，

即．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，長木板A靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量m=2kg的物體B以v0=2m/s的水平速度滑上A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示，則下列說法中不正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的輕質(zhì)細(xì)線，一端固定在O1，另一端固定一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，O1 O2為豎直線，其左側(cè)存在著一個水平方向上的矩形形狀的勻強(qiáng)電場，電場的下邊界為水平線D O2，緊鄰勻強(qiáng)電場的下邊界停放著一個質(zhì)量為M=2m的滑塊，初始時刻M靜止在光滑的水平面上，滑塊M上是一個以O(shè)2為圓心光滑的四分之一圓弧，圓弧的最低點(diǎn)F與水平面相切與O2的正下方．在O1 O2豎直線的右側(cè)的光滑水平面上停放著質(zhì)量均為m、間距均為S的粘性小物塊（即碰撞后立刻粘為一體）．零時刻把小球拉到與O1 等高的A點(diǎn)使細(xì)線伸直，然后靜止釋放，小球擺到最左端的C點(diǎn)后返回，已知O1C與豎直方向的夾角θ=37°．小球和小物塊都可以看成質(zhì)點(diǎn)且都與滑塊M處在同一豎直平面內(nèi)如圖所示．m、+q、L、θ為已知量，電場強(qiáng)度E、圓弧的半徑R及BO2的高度h為未知量，空氣阻力不計，重力加速度為g．
（1）求小球到達(dá)最低點(diǎn)B時對細(xì)線的拉力大小？
（2）O1 O2左側(cè)的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小及方向？
（3）若小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)B時細(xì)線突然斷裂，其恰好從D點(diǎn)沿切線進(jìn)入圓弧軌道，經(jīng)過一段時間后進(jìn)入光滑水平面，依次和右側(cè)是小物塊發(fā)生正碰并粘在一起．問圓弧的半徑R及從小球與第一個滑塊碰撞開始計時到與第n個滑塊碰撞時結(jié)束，M滑塊運(yùn)動的位移．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示存在范圍足夠大的磁場區(qū)，虛線OO′為磁場邊界，左側(cè)為豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，右側(cè)為豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場區(qū)，B1=B2=B．有一質(zhì)量為m且足夠長的U形金屬框架MNPQ平放在光滑的水平面上，框架跨過兩磁場區(qū)，磁場邊界OO′與框架的兩平行導(dǎo)軌MN、PQ垂直，兩導(dǎo)軌相距L，一質(zhì)量也為m的金屬棒垂直放置在右側(cè)磁場區(qū)光滑的水平導(dǎo)軌上，并用一不可伸長的繩子拉住，繩子能承受的最大拉力是F0，超過F0繩子會自動斷裂，已知棒的電阻是R，導(dǎo)軌電阻不計，t=0時刻對U形金屬框架施加水平向左的拉力F讓其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動．
（1）求在繩未斷前U形金屬框架做勻加速運(yùn)動t時刻水平拉力F的大小；繩子斷開后瞬間棒的加速度．
（2）若在繩子斷開的時刻立即撤去拉力F，框架和導(dǎo)體棒將怎樣運(yùn)動，求出它們的最終狀態(tài)的速度．
（3）在（2）的情景下，求出撤去拉力F后棒上產(chǎn)生的電熱和通過導(dǎo)體棒的電量．

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科目：高中物理 來源：高中物理復(fù)習(xí)題 題型：038

在光滑的水平面上存在著兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其寬度均為l，如圖所示．一個質(zhì)量為m、邊長為l的正方形線框，在水平恒力作用下，從靜止開始運(yùn)動l，速度達(dá)到v0，進(jìn)人左邊磁場時恰好作勻速運(yùn)動．求：

(1)當(dāng)ab邊剛越過中界線2時，線框的加速度．

(2)當(dāng)ab邊剛越過中界線2和邊界線3的中間位置時，線框又恰好做勻速運(yùn)動，求線框從開始進(jìn)人邊界線1到ab邊到達(dá)界線2、3中間位置的過程中，共產(chǎn)生多少熱量．

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