【題目】如圖所示,水平地面上方有一高度為H、界面分別為PQ、MN的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.矩形導(dǎo)線框abcd在磁場上方某一高度處,導(dǎo)線框ab邊長為l1 , bd邊長為l2 , 導(dǎo)線框的質(zhì)量為m,電阻為R.磁場方向垂直于線框平面,磁場高度H>l2 . 線框從某高處由靜止落下,當線框的cd邊剛進入磁場時,線框的加速度方向向下、大小為 ;當線框的cd邊剛離開磁場時,線框的加速度方向向上、大小為 .運動過程中,線框平面位于豎直平面內(nèi),上、下兩邊始終平行PQ.空氣阻力不計,重力加速度為g.求:

(1)線框開始下落時cd邊距離磁場上邊界PQ的高度h;
(2)cd邊剛離開磁場時,電勢差Ucd
(3)從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(4)從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場的過程中,通過線框?qū)Ь某一橫截面的電荷量q.

【答案】
(1)解:當線框的cd邊剛進入磁場時,線框的加速度方向向下、大小為 ,

根據(jù)牛頓第二定律得: ,

代入數(shù)據(jù)解得:v= ,

則線框開始下落時cd邊距離磁場上邊界PQ的高度為:h= =

答:線框開始下落時cd邊距離磁場上邊界PQ的高度h為 .;


(2)解:當線框的cd邊剛離開磁場時,線框的加速度方向向上、大小為

根據(jù)牛頓第二定律得: ,

解得:v′= ,

切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E=Bl1v′= ,

則cd兩端的電勢差為:Ucd= =

答:cd邊剛離開磁場時,電勢差Ucd


(3)解:對線框的cd邊進入磁場至cd邊剛出磁場的過程運用能量守恒得:

,

解得:Q=mgH﹣

答:從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱Q為mgH﹣ ;


(4)解:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,平均感應(yīng)電動勢為:

,

q= =

答:從線框的cd邊進入磁場至線框的ab邊剛進入磁場的過程中,通過線框?qū)Ь某一橫截面的電荷量q為


【解析】(1)當線框的cd邊剛進入磁場時,線框的加速度方向向下、大小為 ,根據(jù)安培力公式,結(jié)合牛頓第二定律求出此時的速度,結(jié)合速度位移公式求出線框開始下落時cd邊距離磁場上邊界PQ的高度;(2)當線框的cd邊剛離開磁場時,線框的加速度方向向上、大小為 ,根據(jù)牛頓第二定律求出此時的速度,從而得出感應(yīng)電動勢大小,結(jié)合歐姆定律求出cd的電勢差.(3)對線框的cd邊進入磁場至cd邊剛出磁場的過程運用能量守恒求出線框產(chǎn)生的焦耳熱Q.(4)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,結(jié)合平均電流的大小求出電荷量.
【考點精析】掌握功能關(guān)系是解答本題的根本,需要知道當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1

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】如圖所示的裝置是在豎直平面內(nèi)放置光滑的絕緣軌道,處于水平向右的勻強電場中,一帶負電荷的小球從高hA處靜止開始下滑,沿軌道ABC運動后進入圓環(huán)內(nèi)作圓周運動.已知小球所受到電場力是其重力的3/4,圓環(huán)半徑為R,斜面傾角為θ53°SBC2R.若使小球在圓環(huán)內(nèi)能作完整的圓周運動,h至少為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在圖示的電路中,閉合開關(guān)后,當滑動變阻器的滑動觸頭P從最上端逐漸滑向最下端的過程中,電壓表V的讀數(shù)變化量為△U,電流表A2的讀數(shù)變化量為△I2(電表均視為理想電表).則( )

A.電壓表V的讀數(shù)先變小后變大
B.電流表A1的讀數(shù)先變大后變小
C.電流表A2的讀數(shù)變大
D.△U與△I2的比值為定值

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)上述操作10次,得到10個落點痕跡,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置C由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡,重復(fù)這種操作10次,圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點,P,為未放被碰小球BA球的平均落點,M為與B球碰后A球的平均落點,N為被碰球B的平均落點.若B球落點痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,,米尺的零點與O點對齊。

(1)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進行的測量?答:_____(填選項號).

A.水平槽上未放B球時,測量A球落點位置到O點的距離

B.A球與B球碰撞后,測量A球落點位置到O點的距離

C.測量A球或B球的直徑

D.測量A球和B球的質(zhì)量

E.測量G點相對于水平槽面的高度

(2)碰撞后B球的水平射程應(yīng)為_____cm

(3)下列有利于減小實驗誤差的是____。

A.選擇大小一樣且入射小球A的質(zhì)量必須大于被碰小球B的質(zhì)量;

B.斜槽PQ和水平槽QR必須光滑且水平槽QR末端應(yīng)水平;

C.入射小球A每次都必須從同一位置以相同的初速度釋放;

(4)若A球和B球的質(zhì)量分別為MA、MB ,寫出探究碰撞中的不變量的表達式__________________。(用MA、MB、OM、ON、OP表示)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,M、N為豎直放置的平行金屬板,兩板間所加電壓為U0,S1、S2為板上正對的小孔。金屬板PQ水平放置在N板右側(cè),關(guān)于小孔S1、S2所在直線對稱,兩板的長度和兩板間的距離均為l;距金屬板PQ右邊緣l處有一熒光屏,熒光屏垂直于金屬板PQ;取屏上與S1、S2共線的O點為原點,向上為正方向建立x軸。M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進入M、N兩板間。電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度可以忽略。不計電子重力和電子之間的相互作用。

(1)求電子到達小孔S2時的速度大小v;

(2)若板PQ間只存在垂直于紙面向外的勻強磁場,電子剛好經(jīng)過P板的右邊緣后,打在熒光屏上。求磁場的磁感應(yīng)強度大小B和電子打在熒光屏上的位置坐標x;

(3)若金屬板PQ間只存在電場,P、Q兩板間電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖所示,單位時間內(nèi)從小孔S1進入的電子個數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線。忽略電場變化產(chǎn)生的磁場;可以認為每個電子在板PQ間運動過程中,兩板間的電壓恒定。求在2t0時間內(nèi)打到單位長度亮線上的電子個數(shù)n

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個人利用機械裝置提升相同的重物。已知重物勻速上升,相同的時間內(nèi)兩重物提升的高度相同。不考慮滑輪的質(zhì)量及摩擦,在重物上升的過程中人拉力的作用點保持不變,(θ一直小于30)( )

A. 站在地面的人比站在二樓的人省力

B. 站在地面的人對繩的拉力越來越大

C. 站在二樓的人對繩的拉力越來越大

D. 同一時刻,二樓的人對繩拉力的功率小于地面的人對繩拉力的功率

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩車在一平直路面的兩平行車道上同向運動,其v﹣t圖象如圖所示,初始時,甲車在乙車前方d處.以下說法正確的是(  )

A. 0﹣t0內(nèi),兩車的間距先增加后減少

B. 0﹣t0內(nèi),乙車的平均速度大于甲車

C. t=t0時,乙車可能還處于甲車后方

D. t=t0時,乙車加速度與甲車的加速度相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在用打點計時器測速度的實驗中,用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、67個計數(shù)點,每兩個相鄰的測量點之間還有四個點沒標出,其部分相鄰點間的距離如圖所示,完成下列問題.

(1)電火花計時器工作電源是_____(填交流電直流電),電源電壓是_____V.

(2)關(guān)于打點計時器的時間間隔,下列是四位同學(xué)各自發(fā)表的看法,其中正確的是_____

A.電源電壓越高,每打兩個點的時間間隔就越短

B.紙帶速度越大,每打兩個點的時間間隔就越短

C.打點計時器連續(xù)打兩個點的時間間隔由電源頻率決定

D.如果將交流電源改為直流電源,打點計時器連續(xù)打兩個點的時間間隔保持不變

(3)計算出打下點4時小車的瞬時速度為_____,求出小車的加速度為_____.(要求計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,ab是水平面上一個圓的直徑,在ab的正上方有一根通電導(dǎo)線ef,且ef平行于ab,當ef豎直向上平移時,穿過這個圓面的磁通量將( )

A.逐漸變大
B.逐漸變小
C.始終為零
D.不為零,但始終保持不變

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案