如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框,質(zhì)量為m,電阻為R,用細(xì)線(xiàn)把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣,金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi),下半部處于磁場(chǎng)外.磁場(chǎng)隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt(k>0),已知細(xì)線(xiàn)所能承受的最大拉力為2mg,求:

(1)回路中的感應(yīng)電流大小及方向
(2)從t=0開(kāi)始,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線(xiàn)會(huì)被拉斷
(1)逆時(shí)針?lè)较颍?)
解:(1)依電磁感應(yīng)規(guī)律有:
 …………(1)               (2分)
…………(2)               (1分)
   ……………………(3)               (1分)
解以上三式得:                          (1分)
依據(jù)楞次定律知,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉?nbsp;          (1分)

(2)設(shè)經(jīng)時(shí)間t,細(xì)線(xiàn)剛要被拉斷瞬間有:
  …………………………(4)        (1分)
則對(duì)線(xiàn)框受力分析有:
…………(5)        (3分)
又t時(shí)刻有,     ………………(6)      (1分)
解(4)、(5)、(6)得:          
                                   (1分)
本題考查的是電磁感應(yīng)定律和力學(xué)綜合的問(wèn)題,根據(jù)電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電流,再利用受力分析求得時(shí)間;
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),條形區(qū)域Ⅱ(含I、Ⅱ區(qū)域分界面)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁場(chǎng)和電場(chǎng)寬度均為l且足夠長(zhǎng),M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板,F(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場(chǎng),入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行如圖。質(zhì)子束由兩部分組成,一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子,另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子,當(dāng)I區(qū)中磁場(chǎng)較強(qiáng)時(shí),M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑,緩慢改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱,直至亮斑相繼剛好消失為止,此時(shí)觀(guān)察到N板有兩個(gè)亮斑。已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e,不計(jì)質(zhì)子重力和相互作用力,求:

(1)此時(shí)I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)N板兩個(gè)亮斑之間的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖7所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電液滴從h高處自由下落,進(jìn)入一個(gè)互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場(chǎng)強(qiáng)度為E.已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r為   (  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

(2011·黃岡模擬)如圖所示,空間存在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里.有一內(nèi)壁光滑、底部有帶正電小球的試管.在水平拉力F
作用下,試管向右勻速運(yùn)動(dòng),帶電小球能從試管口處飛出.已知小球質(zhì)量為m,帶電量為q,場(chǎng)強(qiáng)大小為關(guān)于帶電小球及其在離開(kāi)試管前的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是(   )
A.洛倫茲力對(duì)小球不做功
B.洛倫茲力對(duì)小球做正功
C.小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線(xiàn)
D.維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F應(yīng)逐漸增大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,間距的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)軌上端連有的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上,時(shí)刻有一質(zhì)量,電阻的金屬棒,以的初速度從導(dǎo)軌上某一位置開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上滑行,金屬棒垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好,與此同時(shí)對(duì)金屬棒施加一個(gè)沿斜面向上且垂直于金屬棒的外力,使金屬棒做加速度大小為的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則:

(1)時(shí),外力的大小?
(2)若已知金屬棒運(yùn)動(dòng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,電阻上產(chǎn)生的熱量為,求此過(guò)程中外力做的功?
(3)到最高點(diǎn)后,撤去外力,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,最終電阻上消耗的功率是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖,在xOy平面第一象限整個(gè)區(qū)域分布一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向平行y軸向下.在第四象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),左邊界為y軸,右邊界為的直線(xiàn),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從y軸上P點(diǎn)以初速度v0垂直y軸射人勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)力作用下從x軸上Q點(diǎn)以與x軸正方向成450角進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知OQ=l,不計(jì)粒子重力.求:

(1)P點(diǎn)的縱坐標(biāo);
(2)要使粒子能再次進(jìn)入電場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖(甲)所示,兩光滑導(dǎo)軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對(duì)接而成,相互平行放置,兩導(dǎo)軌相距L=lm ,傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ=30°角,傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)I中,I區(qū)中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(乙)所示,圖中t1、t2未知。水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),其左端接有理想的靈敏電流計(jì)G和定值電阻R=3Ω,水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)Ⅱ中,Ⅱ區(qū)中的磁場(chǎng)恒定不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=1T ,在t=0時(shí)刻,從斜軌上磁場(chǎng)I 區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平釋放一金屬棒ab,棒的質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=2Ω,棒下滑時(shí)與導(dǎo)軌保持良好接觸,棒由斜軌滑向水平軌時(shí)無(wú)機(jī)械能損失,導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。若棒在斜面上向下滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,靈敏電流計(jì)G的示數(shù)大小保持不變,t2時(shí)刻進(jìn)入水平軌道,立刻對(duì)棒施一平行于框架平面沿水平方向且與桿垂直的外力。(g取10m/s2)求:
(1)磁場(chǎng)區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d;
(2)棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好進(jìn)入水平軌道這段時(shí)間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量;
(3)若棒在t2時(shí)刻進(jìn)入水平導(dǎo)軌后,電流計(jì)G的電流大小I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(丙)所示(I0未知),已知t2到t3的時(shí)間為0.5s,t3到t4的時(shí)間為1s,請(qǐng)?jiān)趫D(。┲凶鞒鰐2到t4時(shí)間內(nèi)外力大小F隨時(shí)間t變化的函數(shù)圖像。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在坐標(biāo)系xoy平面內(nèi)有一半徑為a的 圓形區(qū)域,圓心坐標(biāo)O1(a,0)圓內(nèi)分布有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在直線(xiàn)y=a的上方和直線(xiàn)x=2a的左側(cè)區(qū)域內(nèi),有一沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E。在x=2a處有一平行于y軸的足夠大熒光屏。在O點(diǎn)有一個(gè)粒子源,能在第一象限向各個(gè)方向垂直磁場(chǎng)發(fā)射出質(zhì)量為m、電荷量為+q、速度大小為v的相同粒子。其中沿x軸正方向的一粒子,恰好能從O點(diǎn)的正上方的A點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力。

(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(2)求所有射出的粒子打在熒光屏上的范圍;
(3)若撤去熒光屏,保持電場(chǎng)大小不變,方向改為沿y軸負(fù)方向。求沿x軸正方向成θ=300射入磁場(chǎng)的粒子在電場(chǎng)中能到達(dá)最遠(yuǎn)的位置坐標(biāo)及最后射出磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)。
(4)在(3)情況下,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案能使該粒子最終從O點(diǎn)射出,且射出方向與初始射入O點(diǎn)時(shí)的方向相反,并在答題卷上畫(huà)出軌跡示意圖。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在著電場(chǎng)強(qiáng)度均為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),其中第Ⅰ象限電場(chǎng)沿x軸正方向,第Ⅲ象限電場(chǎng)沿y軸負(fù)方向.在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直紙面向里.有一個(gè)電子從y軸的P點(diǎn)以垂直于y軸的初速度v0進(jìn)入第Ⅲ象限,第一次到達(dá)x軸上時(shí)速度方向與x軸負(fù)方向夾角為45°,第一次進(jìn)入第Ⅰ象限時(shí),與y軸夾角也是45°,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間電子又回到了P點(diǎn),進(jìn)行周期性運(yùn)動(dòng).已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,不考慮重力和空氣阻力.求:

(1)P點(diǎn)距原點(diǎn)O的距離;
(2)電子從P點(diǎn)出發(fā)到第一次回到P點(diǎn)所用的時(shí)間.

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