如圖所示,具有水平的上界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平指向紙內(nèi).一個(gè)質(zhì)量為m,總電阻為R的閉合矩形線框abcd在豎直平面內(nèi),其ab邊長(zhǎng)為Lbc邊長(zhǎng)為h,磁場(chǎng)寬度大于h,線框從ab邊距磁場(chǎng)上界面H高處自由落下,線框下落時(shí),保持ab邊水平且線框平面豎直.已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后,cd邊到達(dá)上邊界之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值,此時(shí)cd邊距上邊界為h1

求:(1)線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大;

(2)從線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到線框速度達(dá)到最大的過(guò)程中,在線框中產(chǎn)生的熱量;

(3)試討論線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小和方向與高度H的關(guān)系.

 

答案:見(jiàn)詳解
解析:

(1)由機(jī)械能守恒定律,有

mgHmv12  v1

(2)在cd邊距上邊界h1時(shí),線框速度達(dá)最大值vmax,線框自此刻起開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)

mgBImaxL  EmaxBvmaxL

Imax  所以vmax

由能量關(guān)系,有mg(Hhh1)mv2maxQ

Qmg(Hhh1)mv2max

mg(Hhh1)

(3)設(shè)線框的ab邊一開(kāi)始切割磁感線,其加速度為零,線框從高度H0開(kāi)始下落.

mgBI0LBL

H0

討論:a)當(dāng)HH0時(shí),線框ab邊一進(jìn)入磁場(chǎng),加速度等于零.

b)當(dāng)H1H0時(shí),BI1Lmg,即BI1Lmg0,線框ab邊一進(jìn)入磁場(chǎng)加速度大小a1g,方向向上.

c)當(dāng)H2H0時(shí),BI2Lmg,即BI2Lmg0,線框ab邊一進(jìn)入磁場(chǎng)加速度大小a2g,方向向下.


提示:


練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:038

如圖所示,具有水平的上界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平指向紙內(nèi).一個(gè)質(zhì)量為m,總電阻為R的閉合矩形線框abcd在豎直平面內(nèi),其ab邊長(zhǎng)為L,bc邊長(zhǎng)為h,磁場(chǎng)寬度大于h,線框從ab邊距磁場(chǎng)上界面H高處自由落下,線框下落時(shí),保持ab邊水平且線框平面豎直.已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后,cd邊到達(dá)上邊界之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值,此時(shí)cd邊距上邊界為h1

求:(1)線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小;

(2)從線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到線框速度達(dá)到最大的過(guò)程中,在線框中產(chǎn)生的熱量;

(3)試討論線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小和方向與高度H的關(guān)系.

 

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科目:高中物理 來(lái)源:物理教研室 題型:038

如圖所示,具有水平的上界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平指向紙內(nèi),一個(gè)質(zhì)量為m,總電阻為R的閉合矩形線框abcd在豎直平面內(nèi),其ab邊長(zhǎng)為Lbc邊長(zhǎng)為h,磁場(chǎng)寬度大于h,線框從ab邊距磁場(chǎng)上界面H高處自由落下,線框下落時(shí),保持ab邊水平且線框平面豎直.已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后,cd邊到達(dá)上邊界之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值,此時(shí)cd邊距上邊界為,求:

(1)線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小;

(2)從線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到線框速度達(dá)到最大的過(guò)程中,在線框中產(chǎn)生的熱量;

(3)試討論線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小和方向與高度H的關(guān)系.

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科目:高中物理 來(lái)源:江蘇南通地區(qū)2009高考物理第二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案人教版 人教版 題型:038

如圖所示,具有水平的上界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平指向紙內(nèi),一個(gè)質(zhì)量為m,總電阻為R的閉合矩形線框abcd在豎直平面內(nèi),其ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng),bc邊長(zhǎng)為h,磁場(chǎng)寬度大于h,線框從ab邊距磁場(chǎng)上界面H高處自由落下,線框下落時(shí),保持ab邊水平且線框平面豎直.已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后,cd邊到達(dá)上邊界之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值,此時(shí)cd邊距上邊界為h1,求:

(1)線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大。

(2)從線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到線框速度達(dá)到最大的過(guò)程中,在線框中產(chǎn)生的熱量;

(3)試討論線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小和方向與高度H的關(guān)系.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

 如圖所示,具有水平的上界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平指向紙內(nèi),一個(gè)質(zhì)量為m,總電阻為R的閉合矩形線框abcd在豎直平面內(nèi),其ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng),bc邊長(zhǎng)為h,磁場(chǎng)寬度大于h,線框從ab邊距磁場(chǎng)上界面H高處自由落下,線框下落時(shí),保持ab邊水平且線框平面豎直。已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后,cd邊到達(dá)上邊界之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值,此時(shí)cd邊距上邊界為h1,求:

(1)線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大;

(2)從線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到線框速度達(dá)到最大的過(guò)程中,在線 框中產(chǎn)生的熱量;

(3)試討論線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小和方向與高度H的關(guān)系。

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