如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域的間距均為d＝0.5 m，現(xiàn)有一邊長(zhǎng)L＝ 0.2m、質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝0.1Ω的正方形線框MNOP以＝7m/s的初速?gòu)淖髠?cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，求：

（1）線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到安培力的大小F；
（2）線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）線框能穿過(guò)的完整條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)n。

（1）2.8N；（2）2.45J；（3）4

解析試題分析：（1）線框MN邊剛開始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)
 ①
 ②
 ③
由①②③并代入數(shù)據(jù)得：
（2）設(shè)線框水平速度減為零時(shí)，下落高落為H，此時(shí)速度為
由能量守恒可得：  ④
根據(jù)自由落體規(guī)律有：   ⑤
由④⑤得：               
（3）設(shè)線框水平切割速度為時(shí)有：
   ⑥
 ⑦
 ⑧
 ⑨
由⑥⑦⑧⑨得： ⑩
即：
可有： （11)
 （12）
由（11)（12)并代入數(shù)據(jù)得： （13）
所以可穿過(guò)4個(gè)完整條形磁場(chǎng)區(qū)域
考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓第二定律；能量守恒定律。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，光滑水平面AB與豎直面的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接，導(dǎo)軌半徑R，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊靜止在A處壓縮彈簧，把物塊釋放，在彈力的作用下獲得一個(gè)向右的速度，當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g取，求：

（1）彈簧對(duì)物塊的彈力做的功；
（2）物塊從B至C克服摩擦阻力所做的功；
（3）物塊離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)動(dòng)能的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（22分）質(zhì)量為m的飛機(jī)模型，在水平跑道上由靜止勻加速起飛，假定起飛過(guò)程中受到的平均阻力恒為飛機(jī)所受重力的k倍，發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力恒為F，離開地面起飛時(shí)的速度為v，重力加速度為g。求：

（1）飛機(jī)模型的起飛距離（離開地面前的運(yùn)動(dòng)距離）
（2）若飛機(jī)起飛利用電磁彈射技術(shù)，將大大縮短起飛距離。圖甲為電磁彈射裝置的原理簡(jiǎn)化示意圖，與飛機(jī)連接的金屬塊（圖中未畫出）可以沿兩根相互靠近且平行的導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)。使用前先給電容為C的大容量電容器充電，彈射飛機(jī)時(shí)，電容器釋放儲(chǔ)存電能所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過(guò)金屬塊，再?gòu)牧硪桓鶎?dǎo)軌流出；導(dǎo)軌中的強(qiáng)大電流形成的磁場(chǎng)使金屬塊受磁場(chǎng)力而加速，從而推動(dòng)飛機(jī)起飛。
①在圖乙中畫出電源向電容器充電過(guò)程中電容器兩極板間電壓u與極板上所帶電荷量q的圖象，在此基礎(chǔ)上求電容器充電電壓為U0時(shí)儲(chǔ)存的電能；
②當(dāng)電容器充電電壓為Um時(shí)彈射上述飛機(jī)模型，在電磁彈射裝置與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作的情況下，可使起飛距離縮短為x。若金屬塊推動(dòng)飛機(jī)所做的功與電容器釋放電能的比值為η，飛機(jī)發(fā)動(dòng)的牽引力F及受到的平均阻力不變。求完成此次彈射后電容器剩余的電能。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，將質(zhì)量m＝0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上。環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。環(huán)與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)m＝0.8。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角q＝53°的拉力F，使圓環(huán)以a＝4.4m/s2的加速度沿桿運(yùn)動(dòng)，求F的大小。（取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

為登月探測(cè)月球，上海航天研制了“月球車”，如圖甲所示．某探究性學(xué)習(xí)小組對(duì)“月球車”的性能進(jìn)行研究．他們讓“月球車”在水平地面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，并將“月球車”運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到如圖乙所示的v－t圖象，已知0～1.5s段為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線；1.5～10 s段內(nèi)“月球車”牽引力的功率保持不變，且P＝1.2 kW,在10 s末停止遙控，讓“月球車”自由滑行，已知“月球車”質(zhì)量m＝100 kg，整個(gè)過(guò)程中“月球車”受到的阻力Ff大小不變．

(1)求“月球車”所受阻力Ff的大小和勻加速過(guò)程中的牽引力F
(2)求“月球車”變加速過(guò)程的位移x.   

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

過(guò)山車是游樂場(chǎng)中常見的設(shè)施。如圖是一種過(guò)山車的簡(jiǎn)易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)半徑R= 2.0m的圓形軌道組成，B、C分別是圓形軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0= 12m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，A、B間距L= 11.5m。小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)。圓形軌道是光滑的，水平軌道足夠長(zhǎng)。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
（2）滑塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大小F；
（3）滑塊最終停留點(diǎn)D（圖中未畫出）與起點(diǎn)A的距離d。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

為減少煙塵排放對(duì)空氣的污染，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，左右面是高h(yuǎn)＝0.10m的通道口。使用時(shí)底面水平放置，兩金屬板連接到U＝2000V的高壓電源兩極（下板接負(fù)極），于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)（忽略邊緣效應(yīng)）。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過(guò)除塵器，已知每個(gè)顆粒帶電荷量q＝+2.0×10-17C，質(zhì)量m＝1.0×10-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。在閉合開關(guān)后：

（1）求煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向；
（2）求除塵過(guò)程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離；
（3）除塵效率是衡量除塵器性能的一個(gè)重要參數(shù)。除塵效率是指一段時(shí)間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進(jìn)入除塵器煙塵顆�？偭康谋戎怠Ｔ嚽笤谏鲜銮闆r下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對(duì)上述比荷的顆粒進(jìn)行除塵，試通過(guò)分析給出在保持除塵器通道大小不變的前提下，提高其除塵效率的方法。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的玩具軌道，它由細(xì)圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)。左右兩側(cè)的斜直管道PA與PB的傾角、高度、粗糙程度完全相同，管口A、B兩處均用很小的光滑小圓弧管連接（管口處切線豎直），管口到底端的高度H1=0.4m。中間“8”字型光滑細(xì)管道的圓半徑R=10cm（圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多），并與兩斜直管道的底端平滑連接。一質(zhì)量m=0.5kg的小滑塊從管口 A的正上方H2處自由下落，第一次到達(dá)最低點(diǎn)P的速度大小為10m/s.此后小滑塊經(jīng)“8”字型和PB管道運(yùn)動(dòng)到B處豎直向上飛出，然后又再次落回，如此反復(fù)。小滑塊視為質(zhì)點(diǎn)，忽略小滑塊進(jìn)入管口時(shí)因碰撞造成的能量損失，不計(jì)空氣阻力，且取g=10m/s2。求：

（1） 滑塊第一次由A滑到P的過(guò)程中，克服摩擦力做功；
（2）滑塊第一次到達(dá)“8”字型管道頂端時(shí)對(duì)管道的作用力；
（3）滑塊第一次離開管口B后上升的高度；
（4）滑塊能沖出槽口的次數(shù)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（15分）直升機(jī)因?yàn)橛性S多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢(shì)（如可以垂直起飛降落，不用大面積機(jī)場(chǎng)），所以受到廣泛應(yīng)用。主要用于觀光旅游、火災(zāi)救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務(wù)運(yùn)輸、醫(yī)療救助、通信以及噴灑農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測(cè)資等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。下圖是在某次救災(zāi)中直升機(jī)沿水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的情境，懸掛箱子的繩子與豎直方向的夾角保持為。此時(shí)箱子距水平地面高20m(sin="0.174," cos="0.984," tan=0.176,g取10m/s2)求：

(1)直升機(jī)的加速度a的大��；
(2)某時(shí)刻直升機(jī)上儀表顯示飛行速度為100km/h。若此時(shí)有一小物體從箱子中掉落，不計(jì)空氣阻力，物體落在水平地面時(shí)距直升機(jī)的水平距離d的大小。

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同步練習(xí)冊(cè)答案