如圖12所示，一個被x軸與曲線方程（m）所圍的空間中存在著勻強磁場。磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度B=0.2T。正方形金屬線框的邊長是L=0.40m，電阻是R=0.1Ω，它的一邊與x軸重合，在拉力F的作用下，線框以v=10m/s的速度水平向右勻速運動。試求：

（1）拉力F的最大功率是多少？

（2）拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場區(qū)？

(1)  1.6W    (2)  0.048J


解析:

（1）當線框的一條豎直邊運動到x=0.15m處時，線圈的感應電動勢最大。Em=BLv=0.2×0.2×10（V）=0.4V.   （4分）

根據(jù)歐姆定律可得最大電流為：A.     （2分）

所以拉力F的最大值為：Fm=BLIm=0.2×4×0.2（N）=0.16N.    （2分）

拉力F最大功率為：Pm=Fmv=0.16×10（W）=1.6W.            （2分）

（2）把線框拉過磁場區(qū)域時，因為有效切割長度是按正弦規(guī)律變化的，所以，線框中的電流也是按正弦規(guī)律變化的（有一段時間線框中沒有電流）。電動勢的有效值是：

V                （2分）

通電時間為：s，             （3分）

拉力做功：J      （3分）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

光滑水平面上放著質(zhì)量m=2kg的物塊B， B可視為質(zhì)點。 擋板和B之間夾一個被壓縮的輕彈簧(彈簧與擋板栓接，與B不拴接)，用手擋住B不動，此時彈簧彈性勢能EP=49J。在擋板和B之間系一輕質(zhì)細繩，細繩長度大于彈簧的自然長度，如圖12所示。放手后B向右運動，繩在極短時間內(nèi)被拉斷，之后B沖上與水平面相切的豎直半圓光滑軌道，軌道半徑  R=0.5m，B恰能到達最高點C。取g=10m／s2，求

(1)繩拉斷后瞬間B的速度vB的大�。�

(2)繩拉斷過程繩對B所做的功W。

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科目：高中物理 來源：2010年北京市海淀區(qū)高三第二次模擬考試（理綜）物理部分 題型：計算題

（20分）
如圖12所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場。A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為，電荷量為的小球（可視為質(zhì)點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處�？椎南卵刈髠�(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板處有一固定檔板，長為的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能。小球從接觸 Q開始，經(jīng)歷時間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時小球電荷量的。求：
（1）小球第一次接觸Q時的速度大小；
（2）假設小球第次彈回兩板間后向右運動的最遠處沒有到達B板，試導出小球從第次接觸 Q，到本次向右運動至最遠處的時間T0的表達式；
（3）假設小球被第N次彈回兩板間后向右運動最遠處恰好到達B板，求N為多少。

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科目：高中物理 來源：2010年河北省高三押題（理科綜合）物理部分 題型：計算題

（20分）如圖12所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2l，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場。A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的小球（可視為質(zhì)點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處�？椎南卵刈髠�(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板l處有一固定檔板，長為l的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小球，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔（不與金屬板A接觸）后與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能。小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開彈簧的瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與彈簧接觸時小球電荷量的（k>1）。

（1）小球第一次接觸薄板Q后，則彈簧的最大彈性勢能多大；

（2）假設小球被第N次彈回兩板間后向右運動的最遠處恰好到達B板，小球從開始運動到被第N次彈回兩板間向右運動到達B板的總時間。

 

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科目：高中物理 來源：2010年北京市海淀區(qū)高三第二次模擬考試（理綜）物理部分 題型：計算題

（20分）

       如圖12所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場。A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質(zhì)量為，電荷量為的小球（可視為質(zhì)點）， 在外力作用下靜止在軌道的中點P處。孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板處有一固定檔板，長為的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能。小球從接觸 Q開始，經(jīng)歷時間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時小球電荷量的。求：

（1）小球第一次接觸Q時的速度大�。�

（2）假設小球第次彈回兩板間后向右運動的最遠處沒有到達B板，試導出小球從第次接觸 Q，到本次向右運動至最遠處的時間T0的表達式；

（3）假設小球被第N次彈回兩板間后向右運動最遠處恰好到達B板，求N為多少。

 

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