3.正方形金屬導(dǎo)線框,質(zhì)量為m,邊長為L,總電阻為R.從距勻強磁場B上沿H高處靜止釋放,已知(h>H>L).穿過磁場時速度為V.
(1)進(jìn)入磁場瞬間,加速度a是多少?
(2)整個過程中,導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量.

分析 (1)根據(jù)自由落體運動的運動學(xué)公式,求得剛進(jìn)入磁場的線圈速度,再結(jié)合牛頓第二定律,并根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢,由歐姆定律求出感應(yīng)電流,從而確定安培力的大小,即可求解加速度;
(2)根據(jù)能量守恒定律,結(jié)合重力勢能的減小與動能的增加量,即可求解導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量.

解答 解:(1)從距勻強磁場B上沿H高處靜止釋放,由運動學(xué)公式,則有線圈剛進(jìn)入磁場的速度為v進(jìn)=$\sqrt{2gH}$;
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,E=BLv進(jìn)=BL$\sqrt{2gH}$;則產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BL\sqrt{2gH}}{R}$;
那么安培力的大小F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}\sqrt{2gH}}{R}$;
根據(jù)牛頓第二定律,則有:a=$\frac{mg-F}{m}$=g-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}\sqrt{2gH}}{mR}$;
(2)從距勻強磁場B上沿H高處到穿過磁場過程中,根據(jù)能量守恒定律,則有:Q=mg(H+h+L)$-\frac{1}{2}m{V}^{2}$;
答:(1)進(jìn)入磁場瞬間,加速度a是g-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}\sqrt{2gH}}{mR}$;
(2)整個過程中,導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量mg(H+h+L)$-\frac{1}{2}m{V}^{2}$.

點評 考查牛頓第二定律與運動學(xué)公式的應(yīng)用,掌握法拉第電磁感應(yīng)定律與歐姆定律的內(nèi)容,理解安培力的表達(dá)式與能量守恒定律的運用,注意求解焦耳熱時,下落的高度是解題的關(guān)鍵.

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

13.如圖所示,電阻R1=2Ω,小燈泡L上標(biāo)有“3V,1.5W”字樣,電源內(nèi)阻r=1Ω,滑動變阻器的最大阻值為R(大小未知).當(dāng)觸頭P滑動到最上端a時,電流表的讀數(shù)為1A,小燈泡L恰好正常發(fā)光,求:
(1)滑動變阻器的最大阻值R; 
(2)當(dāng)觸頭P滑動到最下端b時,電源的輸出功率.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.在圖所示的四個電路中,兩個完全相同的燈泡,當(dāng)分別閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器角頭從左端至右端時,能使其中一個燈由暗變亮同時,另一個燈由亮變暗,則符號要求的電路是(  )
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.電子競技作為中國第99個正式開展的體育運動項目,越來越受到各國的重視,而2014年10月19日最受關(guān)注的S4總決賽落下帷幕.代表中國參加比賽的SH皇族戰(zhàn)隊再次拿到亞軍.這個游戲里也包含了很多物理學(xué)知識.
在一次比賽中,藍(lán)色方的披甲龍龜追趕還剩“一絲血”的紅色方龍女,已知龍龜只有用“動力沖刺”的魔法值,并且召喚師技能都進(jìn)入冷卻時間,他以初速度為4m/s,加速度0.8m/s2做勻加速直線運動,加速時間為3秒,之后保持這個速度向前滾動4秒后停止;
龍血武姬同時使用“烈火燎原”瞬間將速度提升為6.4m/s,并以0.7m/s2做勻減速直線運動,最終速度回落到4.3m/s,并且他們之間的初始距離為8m,7s內(nèi)追不上就會放棄擊殺,求:
(1)披甲龍龜與龍血武姬之間的最大距離;
(2)披甲龍龜能否追上并擊殺龍血武姬?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.在許多大型超市里,運送貨物都是利用如圖所示的傳送帶,一傳送帶與水平的夾角為37°,以4m/s的速度向上運行,在傳送帶的底端無初速度地放一個質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8.g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求物體向上加速時的加速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.某次實驗中得到一條紙帶,如圖所示,從比較清晰的點起,每5個計時點取一個計數(shù)點,分別標(biāo)明0、l、2、3、4…,量得0與 1兩點間距離x1=30mm,1與2兩點間距離x2=36mm,2與3兩點間距離x3=42mm,3與4兩點間的距離x4=48mm,則小車在打計數(shù)點2時的瞬時速度為0.39 m/s,小車的加速度為0.6m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

8.如圖1所示,打點計時器固定在斜面的某處,讓一滑塊拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下.圖2是某同學(xué)實驗時打出的某條紙帶的一段.計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字.

(1)已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,利用該紙帶中測出的數(shù)據(jù)可得滑塊下滑的加速度大小a=4.00 m/s2;
(2)打點計時器打B點時,滑塊的速度大小vB=2.16m/s;
(3)為了測出滑塊與斜面間的摩擦力,該同學(xué)已經(jīng)測出斜面的長度l及高度h,他還需要測量的物理量是滑塊的質(zhì)量(寫出相應(yīng)的物理量及符號),利用測得的量及加速度a表示摩擦力的大小f=mg$\frac{h}{l}-ma$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.一個盒子里裝有幾個阻值都是10Ω的電阻,它們分別與盒外的四個接線柱1、2、3、4相連,測量任意兩個接線柱之間的電阻值,總共進(jìn)行了六次不重復(fù)的測量,結(jié)果是:有三次測量結(jié)果是10Ω,另外三次測量結(jié)果是20Ω,則可判斷盒內(nèi)電阻的接法是圖中的哪一個( 。
A.B.C.D.

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,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在有垂直紙面向里的勻強磁場,在磁場的右邊界處有一屏MN與之相切,今讓粒子以一定的初速度v平行于MN正對圓心O射入,最后恰好打在切點P上,現(xiàn)改變磁場的磁感應(yīng)強度再次讓粒子從原位置以原速率射入,結(jié)果打在屏上的點向上側(cè)移了$\sqrt{3}$R,打在了Q點上,粒子重力不計,則后來的磁感應(yīng)強度與原來磁感應(yīng)強度的比為( 。
A.tan45°B.tan53°C.tan37°D.tan15°

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案