兩個(gè)沿水平方向且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的有水平邊界的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,磁場高度均為L.一個(gè)框面與磁場方向垂直、質(zhì)量為m,電阻為R,邊長為L的正方形金屬框abcd,從某一高度由靜止釋放,當(dāng)ab邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí),金屬框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時(shí),又恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng).整個(gè)過程空氣阻力不計(jì).求:
(1)ab邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)的速度v
(2)ab邊剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊界JK時(shí)的速度v
(3)金屬框從ab邊開始進(jìn)入第一個(gè)磁場至剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量Q.

【答案】分析:(1)根據(jù)線框所受的安培力和重力平衡,結(jié)合閉合電路歐姆定律求出ab邊進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)的速度.
(2)線框進(jìn)入第二個(gè)磁場,先做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),最終做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)安培力和重力平衡,求出ab邊剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊界JK時(shí)的速度.
(3)對該過程運(yùn)用能量守恒求出金屬框從ab邊開始進(jìn)入第一個(gè)磁場至剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量Q.
解答:解:(1)因?yàn)榫框進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí),做勻速直線運(yùn)動(dòng),有:
mg=BIL
I=
聯(lián)立解得v=
(2)當(dāng)ab邊下落到GH和JK之間的某位置時(shí),又恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),有:
mg=2BI′L
I′=
聯(lián)立解得v′=
(3)從金屬框從ab邊開始進(jìn)入第一個(gè)磁場至剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊界JK過程中,根據(jù)能量守恒得,

解得Q=
答:(1)ab邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)的速度為
(2)ab邊剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊界JK時(shí)的速度為
(3)金屬框從ab邊開始進(jìn)入第一個(gè)磁場至剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊界JK過程中產(chǎn)生的熱量Q=
點(diǎn)評:本題考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)和能量的綜合,是高考的熱點(diǎn)問題,平時(shí)的學(xué)習(xí)中需加強(qiáng)訓(xùn)練.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?溫州二模)-個(gè)位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合導(dǎo)體框,其上下兩條邊水平,從靜止幵始下落一定高度后,穿越一個(gè)磁感線沿水平方向且與線圈平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,該區(qū)域上下邊界也水平.下圖是自導(dǎo)體框幵始下落到完全穿越磁場區(qū)域的過程中,導(dǎo)體框的感應(yīng)電流、受到的安培力及運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的圖象,其中可能正確的是:(線圈始終在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),且忽略空氣阻力的影響)( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖(俯視)所示,空間有兩個(gè)沿豎直方向的有界勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度都是B,磁場區(qū)的寬度都是L,邊界線相互平行,左邊磁場的方向豎直向下,右邊磁場的方向豎直向上.一邊長也為L的正方形導(dǎo)線框abcd放在光滑水平面上,在水平恒力F作用下沿水平面通過磁場區(qū).線框的bc邊始終平行于磁場區(qū)的邊界,力F垂直于線框的bc邊,且線框的bc邊剛進(jìn)入左邊磁場時(shí)和線框的ad邊將離開右邊磁場時(shí),線框都恰好做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)線框中的電流為i0.試在右面i-x坐標(biāo)平面上,定性畫出從導(dǎo)線框剛進(jìn)入到完全離開磁場的過程中,線框內(nèi)的電流i隨bc邊位置的坐標(biāo)x變化的曲線.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖(俯視)所示,空間有兩個(gè)沿豎直方向的有界勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度都是B,磁場區(qū)的寬度都是L,邊界線相互平行,左邊磁場的方向豎直向下,右邊磁場的方向豎直向上.一邊長也為L的正方形導(dǎo)線框abcd放在光滑水平面上,在水平恒力F作用下沿水平面通過磁場區(qū).線框的bc邊始終平行于磁場區(qū)的邊界,力F垂直于線框的bc邊,且線框的bc邊剛進(jìn)入左邊磁場時(shí)和線框的ad邊將離開右邊磁場時(shí),線框都恰好做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)線框中的電流為i0.試在右面i-x坐標(biāo)平面上,定性畫出從導(dǎo)線框剛進(jìn)入到完全離開磁場的過程中,線框內(nèi)的電流i隨bc邊位置的坐標(biāo)x變化的曲線.
精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解