【題目】如圖所示,水平的平行虛線間距為d=0.4m,其間有B=1.0T的勻強(qiáng)磁場。一個(gè)正方形線圈邊長為l=1.0m,線圈質(zhì)量m=0.1kg,電阻為R=2.0Ω。開始時(shí),線圈的下邊緣到磁場上邊緣的距離為h=0.8m。將線圈由靜止釋放,其下邊緣剛進(jìn)入磁場和上邊緣剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度相等。取g=10m/s2,求:

1)線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場時(shí)加速度的大小和方向;

2)線圈全部穿過磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q;

3)線圈下邊緣穿越磁場過程中的最小速度v。

【答案】110m/s2,方向向上(32J32m/s

【解析】

(1)線圈由開始位置到下邊緣剛進(jìn)入磁場位置,做自由落體運(yùn)動,

設(shè)在下邊緣剛進(jìn)入磁場位置時(shí)速度為v0,則,

線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場時(shí)E=BLv0

感應(yīng)電流的大小I=E/R

由以上三式可得:I=2A,由右手判斷可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針。

有左手判斷安培力方向向上,大小:F=BIl=1.0×2×1.0N=2.0N

根據(jù)牛頓第二定律:F-mg=ma

代入數(shù)據(jù)得,a=10m/s2,方向向上;

(2)設(shè)下邊緣剛離開磁場時(shí)速度為v1,到上邊緣剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為v0,此過程只受重力,機(jī)械能守恒,加速度為g,則

代入數(shù)據(jù)得:v1=2m/s

則從下邊緣剛進(jìn)入磁場到離開磁場,產(chǎn)生的熱量為Q1,根據(jù)能量守恒定律:

代入數(shù)據(jù)解得:Q1=1J

從上邊緣剛進(jìn)入磁場到離開磁場產(chǎn)生的熱量,與從下邊緣剛進(jìn)入磁場到離開磁場產(chǎn)生的熱量相等,也為Q1=1J

線圈全部穿過磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q=2Q1=2J

3)從下邊緣進(jìn)入磁場線圈開始減速運(yùn)動,從下邊緣離開磁場時(shí)開始加速,所以下邊緣離開磁場時(shí)速度最小,由(2)解析可知,最小速度為2m/s。

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】201811月央視報(bào)道了一則超級高鐵新聞,最高時(shí)速可達(dá)4000公里/小時(shí),觀眾驚呼是黑科技其實(shí)就是利用真空管技術(shù)和磁懸浮技術(shù),讓列車在沒有摩擦阻力的"膠囊管道中實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)動.工程人員在3.2公里的直線測試軌道進(jìn)行試驗(yàn),啟動后僅用時(shí)3秒就可以通過,則(

A.新聞中4000公里/小時(shí)是平均速度B.用時(shí)3秒是時(shí)刻

C.列車在真空管道中只受重力作用D.測試軌道為3.2公里是位移的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一根輕彈簧下端固定,豎立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球從靜止開始下落,在B位置接觸彈簧的上端,在C位置小球所受彈力大小等于重力,在D位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說法中正確的是

A. B位置小球動能最大

B. C位置小球動能最大

C. AC位置小球重力勢能的減少大于小球動能的增加

D. AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V,輸出的電功率為50kW,用電阻為的輸電線向遠(yuǎn)處送電,要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%,則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器,到達(dá)用戶再用降壓變壓器變?yōu)?/span>220V供用戶使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器)。對整個(gè)送電過程,下列說法正確的是 (  )

A. 輸電線上的損失功率為300W

B. 升壓變壓器的匝數(shù)比為1100

C. 輸電線上的電流為100A

D. 降壓變壓器的輸入電壓為4700V

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處,一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上下滑(認(rèn)為小車做勻加速直線運(yùn)動),如圖所示。下圖是打出的紙帶的一段(單位:厘米)

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是測量哪一個(gè)物理量的儀器?_________。它使用_____(填交流直流)電源,當(dāng)電源頻率是時(shí),它每隔______打一次點(diǎn)。

關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的一些說法,正確的是____________

A.一定要在釋放小車的同時(shí)接通電源

B.一定要先接通電源,后釋放小車

C.紙帶上打點(diǎn)密集的部分,對應(yīng)紙帶運(yùn)動速度較大

根據(jù)數(shù)據(jù),將打下各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度填入下表的。

_______

根據(jù)上表可以繪制小車運(yùn)動的圖象(圖中已經(jīng)描出了個(gè)點(diǎn)),根據(jù)圖象可知:打下號計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為________。

通過計(jì)算圖象斜率可求出小車的加速度為________。(注意有效數(shù)字位數(shù))。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M、N,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,帶電粒子僅受洛倫茲力的作用,運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線所示,下列表述正確的是( 。

A. M 帶正電,N 帶負(fù)電

B. M 的速率小于 N 的速率

C. M 的運(yùn)行時(shí)間等于 N 的運(yùn)行時(shí)間

D. M 的運(yùn)行時(shí)間大于 N 的運(yùn)行時(shí)間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一輛汽車沿著一條平直的公路行駛,公路旁邊有與公路平行的一行電線桿,相鄰電線桿間的間隔均為50 m,取汽車駛過某一根電線桿的時(shí)刻為零時(shí)刻,此電線桿作為第1根電線桿,此時(shí)刻汽車行駛的速度大小v15 m/s,假設(shè)汽車的運(yùn)動為勻加速直線運(yùn)動,10 s末汽車恰好經(jīng)過第3根電線桿,則下列說法中正確的是

A. 汽車運(yùn)動的加速度大小為2 m/s2

B. 汽車?yán)^續(xù)行駛,經(jīng)過第7根電線桿時(shí)的瞬時(shí)速度大小為25 m/s

C. 汽車在第3根至第7根電線桿間運(yùn)動所需的時(shí)間為20 s

D. 汽車從第3根至第7根電線桿間的平均速度為大小為20 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,光滑導(dǎo)軌水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60°的勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向),導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,除了電阻R的阻值外,其余電阻不計(jì),導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài),規(guī)定a→b的方向?yàn)殡娏鞯恼较,水平向右的方向(yàn)橥饬Φ恼较,則在0~t時(shí)間內(nèi),能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖像的是

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,從A點(diǎn)以某一水平速度v0拋出一質(zhì)量m1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),當(dāng)物塊運(yùn)動至B點(diǎn)時(shí),恰好沿切線方向進(jìn)入∠BOC37°的固定光滑圓弧軌道BC,經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面上的長木板上,圓弧軌道C端的切線水平.已知長木板的質(zhì)量M4 kg,A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H0.6 m、h0.15 m,R0.75 m,物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ10.7,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ20.2,g10 m/s2.求:(sin 37°0.6,cos 37°0.8)

(1)小物塊的初速度v0及在B點(diǎn)時(shí)的速度大;

(2)小物塊滑動至C點(diǎn)時(shí),對圓弧軌道的壓力大;

(3)長木板至少為多長,才能保證小物塊不滑出長木板.

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