一個質(zhì)量m=0.016kg、長L=0.5m，寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從離勻強磁場上邊緣高h1=5m處由靜止自由下落．進入磁場后，由于受到磁場力的作用，線圈恰能做勻速運動（設(shè)整個運動過程中線框保持平動），測得線圈下邊通過磁場的時間△t=0.15s，取g=10m/s2，求：

（1）線圈入磁場時的速度；（2分）

（2）勻強磁場的磁感強度B；（4分）

（3）磁場區(qū)域的高度h2；（4分）

（4）通過磁場過程中線框中產(chǎn)生的熱量，并說明其轉(zhuǎn)化過程．（2分）

【分析】線圈進入磁場后受到向上的磁場力，恰作勻速運動時必滿足條件：磁場力=重力．由此可算出B并由運動學(xué)公式可算出h2。由于通過磁場時動能不變，線圈重力勢能的減少完全轉(zhuǎn)化為電能，最后以焦耳熱形式放出．

【解答】（1）線圈自由下落將進入磁場時的速度

（2）線圈的下邊進入磁場后切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向從左至右，使線圈受到向上的磁場力．勻速運動時應(yīng)滿足條件

（3）從線圈的下邊進入磁場起至整個線圈進入磁場做勻速運動的時間

以后線圈改做a=g的勻加速運動，歷時

所對應(yīng)的位移

所以磁場區(qū)域的高度

（4）因為僅當(dāng)線圈的下邊在磁場中、線圈做勻速運動過程時線圈內(nèi)才有感應(yīng)電流，此時線圈的動能不變，由線圈下落過程中重力勢能的減少轉(zhuǎn)化為電能，最后以焦耳熱的形式釋放出來，所以線圈中產(chǎn)生的熱量

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（09年濟南市期末）（13分）如圖所示的“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，放置在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個半徑相等的半圓對接而成，圓半徑比細管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，軌道在水平方向不可移動。彈射裝置將一個小球（可視為質(zhì)點）從a點水平彈射向b點并進入軌道，經(jīng)過軌道后從最高點d水平拋出（拋出后小球不會再碰軌道）,已知小球與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，不計其它機械能損失，ab段長L=1.25 m，圓的半徑R=0.1 m，小球質(zhì)量m=0.01 kg，軌道質(zhì)量為M=0.26 kg，g=10 m/s2，求：

（1）若v0=5 m/s，小球從最高點d拋出后的水平射程。

（2）若v0=5 m/s，小球經(jīng)過軌道的最高點d時，管道對小球作用力的大小和方向。

（3）設(shè)小球進入軌道之前，軌道對地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)v0至少為多少時，小球經(jīng)過兩半圓的對接處c點時，軌道對地面的壓力為零。

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科目：高中物理 來源： 題型：

某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道,其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成,固定在豎直平面內(nèi),(所有數(shù)字均由圓或半圓組成,圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多),底端與水平地面相切,彈射裝置將一個小物體(可視為質(zhì)點)以v0=5 m/s的水平初速度由a點彈出,從b點進入軌道,依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出,小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,不計其它機械能損失.已知ab段長L=1.5 m,數(shù)字“0”的半徑R =0.2 m,小物體質(zhì)量m =0.01 kg,g=10 m/s2.求:

（1）小物體從p點拋出后的水平射程.

（2）小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小方向.

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科目：高中物理 來源： 題型：

某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道，其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)（所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多），底端與水平地面相切。彈射裝置將一個小物體（可視為質(zhì)點）以va=5m/s的水平初速度由a點彈出，從b點進入軌道，依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出。小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，不計其他機械能損失。已知ab段長L=1.5m，數(shù)字“0”的半徑R=0.2m，小物體質(zhì)量m=0.01 kg，g=10 m/s2。求：

1.小物體從p點拋出后的水平射程。

2.小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向。

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年貴州省高三物理復(fù)習(xí)測試：20動能定理及應(yīng)用（解析版） 題型：計算題

某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道,其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成,固定在豎直平面內(nèi)(所有數(shù)字均由圓或半圓組成,圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多),底端與水平地面相切.彈射裝置將一個小物體(可視為質(zhì)點)以va=5 m/s的水平初速度由a點彈出,從b點進入軌道,依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出.小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,不計其他機械能損失.已知ab段長L=1.5m,數(shù)字“0”的半徑R=0.2m,小物體質(zhì)量m=0.01 kg,g=10 m/s2.求:小物體從p點拋出時的速度.

 

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科目：高中物理 來源：2012屆度甘肅省高三第一學(xué)期期中考試物理卷 題型：計算題

某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道，其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)（所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多），底端與水平地面相切。彈射裝置將一個小物體（可視為質(zhì)點）以va=5m/s的水平初速度由a點彈出，從b點進入軌道，依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出。小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，不計其他機械能損失。已知ab段長L=1.5m，數(shù)字“0”的半徑R=0.2m，小物體質(zhì)量m=0.01 kg，g=10 m/s2。求：

1.小物體從p點拋出后的水平射程。

2.小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向。

 

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