(16分)如圖所示,一邊長(zhǎng)L=10cm的正方形金屬導(dǎo)體框abcd,從某一高度h m處開(kāi)始豎直向下自由下落,其下邊進(jìn)入只有水平上邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T。線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框平面保持與磁場(chǎng)垂直,線框底邊保持水平。已知正方形線框abcd的質(zhì)量m=0.1kg,電阻R=0.02,自下邊ab進(jìn)入磁場(chǎng)直到上邊cd也進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為止,整個(gè)線框恰好能夠保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力,求:

(1)線框下落的高度h;
(2)線框在上述進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱Q。
(1)0.2m(2)0.1J
(1)在線框以v進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),對(duì)線框受力分析如圖:

因?yàn)榫框勻速運(yùn)動(dòng),∴二力平衡,即:
              ①1分
又:         ②2分
             ③2分
               ④2分
又:
          ⑤2分
聯(lián)解上四式得:∴       ⑥3分
(2)在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有:
。       ⑦4分
本題考查電磁感應(yīng)與動(dòng)能定理的應(yīng)用,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)歐姆定律求出電流和安培力,再由動(dòng)能定理求出高度
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

在豎直方向的磁場(chǎng)中,有一個(gè)共有100匝的閉合矩形線圈水平放置,總電阻為10Ω、,在0.02s時(shí)間內(nèi),穿過(guò)線圈的磁通量從零均勻增加到6.4×10-4Wb,求:
(1)磁通量的變化量
(2)線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E
(3)線圈中的感應(yīng)電流大小

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一個(gè)閉合線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,由此可以得出(  )
A.此時(shí)此地一定沒(méi)有磁場(chǎng)
B.此時(shí)此地一定沒(méi)有磁場(chǎng)的變化
C.穿過(guò)線圈平面的磁感線條數(shù)一定沒(méi)有變化
D.穿過(guò)線圈平面的磁通量一定沒(méi)有變化

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L(zhǎng),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(gè)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖所示.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)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.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b
C.金屬棒的速度為v時(shí),所受的安培力大小為
D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖2甲所示,兩個(gè)閉合圓形線圈a、b的圓心重合,放在同一個(gè)水平面內(nèi),線圈b中通以如圖2乙所示的電流,設(shè)t=0時(shí)b中的電流沿逆時(shí)針?lè)较?如圖2甲中箭頭所示),則線圈a在0一t2時(shí)間內(nèi)
A.一直有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?/td>
B.一直有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?/td>
C.先有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏,后有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?/td>
D.先有順時(shí)針?lè)较虻碾娏,后有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?/td>

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,ef、gh為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m,導(dǎo)軌左端連接一個(gè)R=2Ω的電阻,將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直地放置導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計(jì),整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F,使棒從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),解答以下問(wèn)題。

(1)若施加的水平外力恒為F=8N,則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度ν1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒為P=18W,則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度ν2是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒為P=18W,則從金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度v3=2m/s的過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量為8.6J,則該過(guò)程中所需的時(shí)間是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)一根電阻R=0.6 Ω的導(dǎo)線彎成一個(gè)圓形線圈,圓半徑r=1 m,圓形線圈質(zhì)量m=1 kg,此線圈放在絕緣光滑的水平面上,在y軸右側(cè)有垂直線圈平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖15所示.若線圈以初動(dòng)能E0=5 J沿x軸方向滑進(jìn)磁場(chǎng),當(dāng)進(jìn)入磁場(chǎng)0.5 m時(shí),線圈中產(chǎn)生的電能為E=3 J.求:

(1)此時(shí)線圈的運(yùn)動(dòng)速度的大小;
(2)此時(shí)線圈與磁場(chǎng)左邊緣兩交接點(diǎn)間的電壓;
(3)此時(shí)線圈加速度的大小.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖4所示,兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi)).現(xiàn)對(duì)桿MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng).令U表示MN兩端電壓的大小,則    
(  )
A.U=Blv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
B.U=Blv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b
C.U=Blv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d
D.U=Blv,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在傾角為的兩平行光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的下端,接有一電阻,導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì),有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)與兩金屬導(dǎo)軌平面垂直,方向垂直于導(dǎo)軌面向上。質(zhì)量為,電阻可不計(jì)的金屬棒,在沿著導(dǎo)軌面且與棒垂直的恒力作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑,上升高度為,如圖所示。則在此過(guò)程中(   )
A.恒力F在數(shù)值上等于
B.恒力對(duì)金屬棒所做的功等于
C.恒力F與重力的合力對(duì)金屬棒所做的功等于電阻上釋放的焦耳熱
D.恒力F與重力的合力對(duì)金屬棒所做的功等于零

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