【題目】在生產(chǎn)線框的流水線上,為了檢測(cè)出個(gè)別不合格的未閉合線框,讓線框隨傳送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶平面向下),觀察線框進(jìn)入磁場(chǎng)后是否相對(duì)傳送帶滑動(dòng)就能夠檢測(cè)出未閉合的不合格線框.其物理情景簡(jiǎn)化如下:如圖所示,通過(guò)絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝純電阻銅線框,傳送帶與水平方向夾角為α,以恒定速度v0斜向上運(yùn)動(dòng).已知磁場(chǎng)邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直,MNPQ間的距離為d,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.線框質(zhì)量為m,電阻為R,邊長(zhǎng)為Ld>2L),線框與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.閉合線框上邊在進(jìn)入磁場(chǎng)前線框相對(duì)傳送帶靜止,線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,和傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上邊始終平行于MN,當(dāng)閉合線框的上邊經(jīng)過(guò)邊界PQ時(shí)又恰好與傳送帶的速度相同.設(shè)傳送帶足夠長(zhǎng).求

(1)閉合線框的上邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)上邊所受安培力F的大小;

(2)從閉合線框上邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊剛要出磁場(chǎng)所用的時(shí)間t;

(3)從閉合線框上邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到下邊穿出磁場(chǎng)后又相對(duì)傳送帶靜止的過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)多消耗的電能E.

【答案】1

2

3

【解析】(1)根據(jù)安培力公式得:F=BIL…①
根據(jù)閉合電路歐姆定律得: …②
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=BLv0…③
由①②③式聯(lián)立解得: …④
(2)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)至線框剛要出磁場(chǎng)的過(guò)程,
根據(jù)動(dòng)量定理: …⑤
根據(jù)安培力公式得: …⑥
根據(jù)閉合電路歐姆定律得: …⑦
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得: …⑧
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得: …⑨
由⑤⑥⑦⑧⑨得:…⑩
(3)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)至線框剛要出磁場(chǎng)的過(guò)程,
根據(jù)動(dòng)能定理得:(μmgcosα-mgsinα)d+W安1=0
根據(jù)功能關(guān)系得:Q電1=-W安1
根據(jù)功能關(guān)系得:Qf1=μmgcosα(v0t-d)
從線框上邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)后又相對(duì)傳送帶靜止的過(guò)程中:
根據(jù)能量守恒得:E=2mgsinαd+2Q電1+2Qf1
得:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】與一般吉他以箱體的振動(dòng)發(fā)聲不同,電吉他靠拾音器發(fā)聲。如圖所示,拾音器由磁體及繞在其上的線圈組成。磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)使鋼質(zhì)琴弦磁化而產(chǎn)生磁性,即琴弦也產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)。當(dāng)某根琴弦被撥動(dòng)而相對(duì)線圈振動(dòng)時(shí),線圈中就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流,并最終還原為聲音信號(hào)。下列說(shuō)法中正確的是

A. 若磁體失去磁性,電吉他仍能正常工作

B. 尼龍材質(zhì)的琴弦,電吉他仍能正常工作

C. 琴弦振動(dòng)的過(guò)程中,線圈中電流的方向不會(huì)發(fā)生變化

D. 拾音器的作用是利用電磁感應(yīng)把琴弦的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶,輸送的總功率為9.8×104W,電廠輸出電壓僅為350V,為減少輸送功率損失,先用一理想升壓變壓器將電壓升高再輸出。己知輸電線路的總電阻為4Ω,允許損失的功率為輸送功率的5%,所需電壓為220V,求理想升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小楊同學(xué)采用如圖1所示的裝置進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)

(1)除了圖1裝置中的器材之外,還必須從圖2中選取實(shí)驗(yàn)器材,其名稱是____;

(2)指出圖1裝置中一處不合理的地方____;

(3)計(jì)算打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)紙帶速度的大小為____m/s(保留3位有效數(shù)字)。

(4)若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果0到5點(diǎn)過(guò)程中動(dòng)能的增加量略大于重力勢(shì)能的減少量,可能的原因?yàn)?/span>_________

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,小球在豎直向下的力F作用下,將豎直輕彈簧壓縮,若將力F撤去,小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧,直到速度為零.則小球向上升過(guò)程中

①小球的動(dòng)能先增大后減小   ②小球在離開彈簧時(shí)動(dòng)能最大

③小球動(dòng)能最大時(shí)彈性勢(shì)能為零  ④小球動(dòng)能減為零時(shí),重力勢(shì)能最大

以上說(shuō)法中正確的是

A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ①②③④

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng),以原子核為燃料的反應(yīng)堆中,當(dāng)俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變可以有多種方式。其中一種可表示為:

反應(yīng)前后原子核的靜止質(zhì)量分別為mu = 235.0439u, mn = 1.0087u, mx = 138.9178u, ms = 93.9154u(以原子質(zhì)量單位u為單位),已知1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為MeV,求 :

(1)此裂變反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損是多少?

(2)釋放出的能量是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一物體豎直向上拋出,從開始拋出到落回拋出點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間是t,上升的最大高度是H,所受空氣阻力大小恒為F,則在時(shí)間t內(nèi)( )

A. 物體受重力的沖量為零

B. 物體機(jī)械能的減小量等于FH

C. 物體動(dòng)量的增量大于拋出時(shí)的動(dòng)量

D. 在上升過(guò)程中空氣阻力對(duì)物體的沖量比下降過(guò)程中的沖量小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,A、B為兩個(gè)相同燈泡,L為自感系數(shù)較大、電阻可忽略不計(jì)的電感線圈,C為電容較大的電容器,下列說(shuō)法中正確的有

A. 接通開關(guān)S,A立即變亮,最后A、B一樣亮

B. 接通開關(guān)S,B逐漸變亮,最后AB一樣亮

C. 斷開開關(guān)S,AB都立刻熄滅

D. 斷開開關(guān)S,A立刻熄滅,B逐漸熄滅

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MNPQ,在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管,abcd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒,它們分別放在螺線管的左右兩側(cè),保持開關(guān)閉合,最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí),兩根金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中感應(yīng)電流方向(俯視圖)及abcd兩棒的運(yùn)動(dòng)情況是( )

A. 感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较,兩棒相互靠?/span>

B. 感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍瑑砂粝嗷ミh(yuǎn)離

C. 感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较,兩棒相互靠?/span>

D. 感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较,兩棒相互遠(yuǎn)離

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