【題目】如下圖1所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，其質(zhì)量為0.04kg，電阻為0.4Ω。在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN和PQ是該勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直，磁場區(qū)域上下邊界的距離大于線框的邊長。現(xiàn)金屬線框由距MN某一高度處從靜止開始下落，經(jīng)時間0.1s后剛好到達MN邊緣，速度為0.8m/s，線框所受空氣阻力恒定。下圖2是金屬線框由靜止開始下落到ad邊剛好進入磁場區(qū)域運動過程的v-t圖像，g=10m/s2。

（1）bc邊從剛好進入磁場區(qū)域到將要離開這一區(qū)域的過程中線框做的是怎樣的運動？線框的邊長是多少m?

（2）bc邊剛好離開磁場區(qū)域時線框的加速度方向是怎樣的？

（3）求線框從開始運動到ad邊剛好進入磁場的運動過程中空氣阻力做的功；

（4）求磁場的磁感應(yīng)強度。

【答案】（1）先勻速直線運動，后勻加速直線運動，0.08m（2）豎直向上（3）-0.0096J（4）5T

【解析】

（1）由圖2可知，bc邊從剛好進入磁場區(qū)域時做勻變速直線運動，當線框全部進入磁場中，線框中沒感應(yīng)電流，只受到重力和阻力的作用，開始做勻速加速直線運動，直到bc邊到達磁場邊界PQ，即線框先勻速直線運動，后勻加速直線運動。

線框的邊長為：。

（2）線框勻速進入磁場，線框進入磁場方程線框受到的安培力和阻力的合力等于重力，線框完全進入磁場后做勻加速運動，線框bc邊剛離開磁場時的速度大于線框進入磁場時的速度，此時線框受到的安培力和阻力的合力大于重力，線框受到的合力向上，線框的加速度向上。

（3）線框進入磁場前的加速度為

由牛頓第二定律可得：

由以上方程解得：

線框加速下落的高度為：

所以線框從開始運動到ad邊剛好進入磁場的運動方程中空氣阻力做的功：

（4）線框進入磁場過程中做勻速運動，由平衡條件可得：

代入數(shù)據(jù)可得安培力大�。�

線框受到的安培力為：

代入數(shù)據(jù)可得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，把一電荷量為Q=-5×10-8C的小球A用絕緣細繩懸起，若將電荷量為q=+4×10-6C的帶電小球B靠近A，當兩個帶電小球在同一高度相距r=0.3m時，繩與豎直方向夾角α=45°，取g=10m/s2，k=9.0×109N·m2/C2，且A、B兩小球均可視為點電荷，求：

(1)A、B兩球間的庫侖力大小;

(2)A球的質(zhì)量.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電場強度的兩個表達式E＝F/q和E＝kQ/r2的敘述,正確的是（ ）

A. E＝F/q是電場強度的定義式，F是放入電場中的試探電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量

B. E＝kQ/r2是點電荷場強的決定式，Q是放入電場中的檢驗電荷的電荷量

C. E＝F/q是電場強度的定義式，F是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中電荷的電荷量，它適用于任何電場

D. 從點電荷場強計算式分析庫侖定律的表達式F＝，式 是點電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小，而是點電荷q1產(chǎn)生的電場在q2處的場強的大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線方向未標出圖中C點為兩點電荷連線的中點，MN為兩點電荷連線的中垂線，D為中垂線上的一點，電場線的分布關(guān)于MN左右對稱則下列說法中正確的是　　

A. 這兩點電荷一定是等量異種電荷

B. 這兩點電荷一定是等量同種電荷

C. D,C兩點的電場強度一定相等

D. C點的電場強度比D點的電場強度小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在用DIS描繪電場的等勢線實驗中

（1）如圖甲所示，在一塊平整的木板上，依次鋪放白紙、________和導(dǎo)電紙，導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面________（選填“向上”或“向下”），用圖釘將它們固定好。

（2）在導(dǎo)電紙上放兩個與它接觸良好的圓柱形電極，電極A與電源的____極相連作為“正電荷”，電極B與電源的另一極相連作為“負電荷”。

（3）本實驗中用________傳感器來探測等勢點，用描跡法把等勢點連接成等勢線。

（4）在電極A、B的連線上等距離地取a、b、c、d、e共5個基準點，探測出它們的等勢點如圖乙所示，若傳感器的兩個探針分別接觸c點和d點時的示數(shù)為U1；分別接觸d點和e點時的示數(shù)為U2，則|U1|________|U2|（選填“>”、“<”或“=”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑的水平面上有一物體在外力作用下做直線運動，物體的加速度隨時間變化（a﹣t）的關(guān)系如圖所示。已知t＝0時物體的速度為2m/s，以此時的速度方向為正方向。下列說法中正確的是（　�。�

A.0～1s內(nèi)物體做勻加速直線運動

B.t＝1s時物體的速度為4m/s

C.t＝1s時物體開始反向運動

D.t＝2s時物體離出發(fā)點最遠

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖中四個物體由六個金屬圓環(huán)組成，圓環(huán)所用材質(zhì)和半徑都相同。2環(huán)較細，其余五個粗環(huán)粗細相同，3和4分別由兩個相同粗環(huán)焊接而成，在焊點處沿兩環(huán)環(huán)心連線方向割開一個小缺口(假設(shè)缺口處對環(huán)形、質(zhì)量和電阻的影響均不計)。四個物體均位于豎直平面內(nèi)�？臻g存在著方向水平且與環(huán)面垂直、下邊界為過MN的水平面的勻強磁場。1、2、3的下邊緣均與MN相切，4的兩環(huán)環(huán)心連線豎直，小缺口位于MN上。已知圓環(huán)的半徑遠大于導(dǎo)線的直徑。現(xiàn)將四個物體同時由靜止釋放，則：

A. 1先于2離開磁場

B. 離開磁場時2和3的速度相等

C. 在離開磁場的過程中，1和3產(chǎn)生的焦耳熱一樣多

D. 在離開磁場的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電量，1比4多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2，接有四個阻值相同的定值電阻，變壓器初級線圈接到交流電源上，下面說法正確的是(　　)

A. 副線圈電壓是電源電壓的2倍

B. 流過R1的電流是副線圈上電流的2倍

C. R1上的電功率是R2上電功率的2倍

D. R1上的電功率是R2上電功率的9倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，質(zhì)量為M的足夠長金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上．一電阻不計，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形．棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱．導(dǎo)軌bc段長為L，開始時PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R0．以ef為界，其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強磁場水平向左，磁感應(yīng)強度大小均為B．在t=0時，一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a．

（1）求回路中感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流隨時間變化的表達式；

（2）經(jīng)過多長時間拉力F達到最大值，拉力F的最大值為多少？

（3）某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W，求導(dǎo)軌動能的增加量．

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