【題目】如圖所示,正方形單匝均勻線框abcd,邊長L0.4m,每邊電阻相等,總電阻R0.5Ω。一根足夠長的絕緣輕質(zhì)細線跨過兩個輕質(zhì)光滑定滑輪,一端連接正方形線框,另一端連接絕緣物體P。物體P放在一個光滑的足夠長的固定斜面上,斜面傾角θ=30,斜面上方的細線與斜面平行。在正方形線框正下方有一有界的勻強磁場,上邊界和下邊界都水平,兩邊界之間距離也是L0.4m。磁場方向水平,垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度大小B0.5T,F(xiàn)讓正方形線框的cd邊距上邊界的正上方高度h0.9m的位置由靜止釋放,且線框在運動過程中始終與磁場垂直,cd邊始終保持水平,物體P始終在斜面上運動,線框剛好能以v3m/s的速度進入勻強磁場并勻速通過勻強磁場區(qū)域。釋放前細線繃緊,重力加速度g10m/s2,不計空氣阻力。

(1)線框的cd邊在勻強磁場中運動的過程中,c、d間的電壓是多大?

(2)線框的質(zhì)量m1和物體P的質(zhì)量m2分別是多大?

【答案】(1)(2)

【解析】試題分析:線框進入磁場切割磁感線運動由E=BLv可求得電動勢,由閉合電路可求得進入磁場和出磁場時c、d間的電壓Ucd;由平衡條件可求得線框的質(zhì)量m1和物體P的質(zhì)量m2。

1設(shè)cd邊上的感應(yīng)電動勢為E,線框中的電流強度為I,cd間的電壓為Ucd,則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:E=BLv
由歐姆定律可得電流為

c、d間的電壓為:

解得Ucd=0.45V

2正方形線框勻速通過磁場區(qū)域的過程中,設(shè)受到的安培力為F,細線上的張力為T,
根據(jù)安培力計算公式可得:F=BIL
P根據(jù)平衡條件可得:T=m2gsinθ
對線框根據(jù)平衡條件可得:m1g=T+F
正方形線框在進入磁場之前的運動過程中,

根據(jù)能量守恒:
解得m1=0.032kg,m2=0.016kg

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】

A. t=2s時,甲、乙相遇

B. t=2s時,甲、乙的運動方向?qū)l(fā)生改變

C. t=2s~t=6s內(nèi),乙的加速度方向發(fā)生改變

D. t=2s~t=6s內(nèi),甲相對乙做勻速直線運動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電路,并固定在水平面(紙面)內(nèi),回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中;芈返膱A形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場Ⅱ,以向里為磁場Ⅱ的正方向,其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方向,能正確反映F隨時間t變化的圖象是 (  )

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R 的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場垂直,如圖所示。除電阻R 外其余電阻不計,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放。則

A. 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g

B. 金屬棒的速度為v時.所受的安培力大小為F =

C. 金屬棒向下運動時,流過電阻R 的電流方向為a→b

D. 電阻R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)n=1500,橫截面積S=20cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF。在一段時間內(nèi),穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求:

(1)求螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?

(2)閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,求此時全電路電流的方向(俯視方向看順時針還是逆時針)?

(3)閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率?

(4)閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,求電容器的電量?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,卷揚機的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移動,在移動過程中,下列說法正確的是

A. 木箱克服重力做的功大于木箱增加的重力勢能

B. F對木箱做的功等于木箱增加的動能

C. F對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和

D. F對木箱做的功等于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力所做功之和

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有5個完全相同的燈泡連接在理想變壓器的原、副線圈中,如圖所示。若將該線路與交流電源接通,且開關(guān)S接在位置1時,5個燈泡發(fā)光亮度相同;若將開關(guān)S接在位置2時,燈泡均未燒壞.則下列可能的是(

A.該變壓器是降壓變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為4∶1

B.該變壓器是升壓變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為1∶4

C.開關(guān)S接在位置2時,副線圈中的燈泡仍能發(fā)光,只是更亮些

D.開關(guān)S接在位置2時,副線圈中的燈泡仍能發(fā)光,只是亮度變暗

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示,甲、乙兩個并排放置的共軸線圈,甲中通有如圖2所示的電流,則下列判斷正確的是

A. tlt2時間內(nèi),甲乙相吸

B. t2t3時間內(nèi),甲乙相吸

C. t1t2時間內(nèi),乙中電流減小

D. t2t3時間內(nèi),乙中電流減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一物體靜止在光滑的水平桌面上,現(xiàn)對其施加水平力,使它沿水平桌面做直線運動,該物體的速度—時間圖像如圖所示,根據(jù)圖像判斷下列說法中正確的是(

A. 末和末物體距離出發(fā)點的距離相等

B. 時間內(nèi)物體的位移為

C. 時間內(nèi)與時間內(nèi)水平力對物體的沖量相同

D. 時間內(nèi)與時間內(nèi)水平力對物體所做的功相等

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案