【題目】如圖甲所示,斜面的傾角α=30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長(zhǎng)L1=1mbc邊的邊長(zhǎng)L2=0.6m,線框的質(zhì)量m=1kg,線框的電阻R=0.1Ω,線框受到沿斜面向上的恒力F的作用,已知F=15N,線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=.線框的邊abefgh,斜面的efhg區(qū)域有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙的B-t圖象所示,時(shí)間t是從線框由靜止開始運(yùn)動(dòng)起計(jì)時(shí)的.如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的,ef線和gh線的距離x=5.1m,取g=10m/s2.求:

1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度a;

2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v

3)在丙圖中畫出線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線過程的v-t圖象;

4)線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】15 m/s2

22 m/s

3)如圖;

435 J

【解析】

試題(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前,線框受到線框的重力、拉力F、斜面的支持力和線框的摩擦力作用,由牛頓第二定律:Fmgsinαμmgcosα=ma

得線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度a="5" m/s2

2)因?yàn)榫框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng),ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線,

產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E1=BL1v

形成的感應(yīng)電流I1=

受到沿斜面向下的恒定的安培力FBI1L1

線框受力平衡,有Fmgsin αμmgcosαF

此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度必恒定不變B=05 T,代入數(shù)據(jù)解得v2 m/s

3)線框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

t1==04 s

進(jìn)入磁場(chǎng)過程中線框做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2==03 s

線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后至運(yùn)動(dòng)到gh線,線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同,仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以該階段的加速度大小仍為a5 m/s2,該過程有x-l2vt3at23,解得t3="1" s

線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線過程的vt圖象如圖;

4)線框整體進(jìn)入磁場(chǎng)后,ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過程中,線框中有感應(yīng)電流的時(shí)間

t4=t1t2t309 s=08 s

此過程產(chǎn)生的焦耳熱Q2== 05 J

線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1= I12Rt2 ="3" J

線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)直至ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱 Q= Q1+ Q2=35 J

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑的桌面上放有一條形磁鐵,條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)小圓環(huán),如圖所示.則以下關(guān)于銅質(zhì)小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是(  )

A. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)的機(jī)械能守恒

B. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵的重力大

C. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)中有逆時(shí)針方向的電流。

D. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)環(huán)中有順時(shí)針方向的電流。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量不計(jì)的兩個(gè)活塞A、B置于豎立圓筒的上下側(cè),二者之間密封一定質(zhì)量的理想氣體,活塞B與一勁度系數(shù)為k=500N/m的彈簧相連,平衡時(shí)兩活塞相距l0lm。現(xiàn)用力F向上拉活塞A,使其緩慢上移一段距離后再次平衡,此時(shí)力F400N。已知活塞橫截面積S0.02m2,外界大氣壓強(qiáng)p010×105Pa,密封氣體無漏氣且溫度始終保持不變,不計(jì)一切摩擦,求:

①活塞A向上移動(dòng)的距離H

②此過程大氣壓強(qiáng)對(duì)兩活塞做的總功W;

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為L,一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為ddL)的正方形金屬線框豎直放置。線框由靜止釋放,進(jìn)入磁場(chǎng)過程中做勻速運(yùn)動(dòng),完全離開磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g,則線框( 。

A. 進(jìn)、出磁場(chǎng)過程中電流方向相同

B. 進(jìn)、出磁場(chǎng)過程中通過線框某一橫截面的電荷量相等

C. 通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mgL+d

D. MN邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明要利用多用電表和電阻箱測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

(1)如圖甲所示是多用電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化電路圖,內(nèi)有3個(gè)檔位,對(duì)應(yīng)3種測(cè)量功能小明現(xiàn)要將其作為電流表使用,選擇開關(guān)S應(yīng)接__選填“1”、“2”“3”).小明調(diào)節(jié)好多用電表后連接電路,如圖乙所示是他正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路.請(qǐng)指出圖中在器材連接或操作上存在的兩個(gè)不妥之處:_________

(2)調(diào)節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱示數(shù)R和多用電表示數(shù)I,作出的圖線如圖丙所示.由此可求得電動(dòng)勢(shì)E=___V,內(nèi)阻r=___Ω.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(3)本實(shí)驗(yàn)方案存在系統(tǒng)誤差,這是由于多用電表____(選填分流分壓”)而引起的,測(cè)得的E測(cè)、r測(cè)與真實(shí)值比較:E測(cè)____E,r測(cè)___r.(選填“<”、“=”“>”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌,它與大導(dǎo)線圈M相連接,要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,則放在導(dǎo)軌中的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩導(dǎo)線圈共面位置)( )

A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)

C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向右加速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,通電直導(dǎo)線與線圈abcd在同一平面內(nèi),且通電直導(dǎo)線電流方向豎直向上,則(  )

A. 線圈向右平動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流沿adcb方向

B. 線圈豎直向下平動(dòng),則無感應(yīng)電流

C. 線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),則無感應(yīng)電流

D. 線圈沿垂直紙面方向遠(yuǎn)離導(dǎo)線,則產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿abcd方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于亞洲--號(hào)地球同步通訊衛(wèi)星,下列說法中正確的是( )

A. 它的運(yùn)行速度為7.9km/s

B. 已知它的質(zhì)量為1.42t,若將它的質(zhì)量增為2.84t,其同步軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?/span>2

C. 它可以繞過北京的正上方,所以我國(guó)能夠利用它進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播

D. 它距地面的高度約是地球半徑的5倍,所以它的向心加速度約是地面處的重力加速度的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,完成該實(shí)驗(yàn),其中一個(gè)重要的步驟是,接通電源釋放紙帶時(shí),則如圖所示操作合理的是______

A.

B.

C.

D.

2)已有鐵架臺(tái)、鐵夾、電源、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,還必須選取的器材是圖中的______

A.砝碼 B.重錘 C.秒表 D.刻度尺

3)在用電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)打出了一條紙帶。已知計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,他按打點(diǎn)先后順序每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),得到了OA、B、C、D等幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。如圖所示,則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為_______s。用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm。由此可知,紙帶做_______運(yùn)動(dòng)(選填“勻加速”或“勻減速”),打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為_______ m/s。

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