如圖甲,一邊長為L=lm、電阻為R=3Ω的正方形金屬線框MNPQ水平平放在光滑絕緣水平地面上,在地面上建立如圖所示坐標(biāo)系,空間存在垂直地面的磁場,在0≤x<2m的區(qū)域I中磁場方向向上,在2<x≤4m 的區(qū)域Ⅱ中磁場方向向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨x的變化規(guī)律如圖乙,開始時(shí)刻線框MN邊與y軸重合.

(1)若給線框以水平向右的初速度,同時(shí)在PQ邊施加一水平拉力,之后線框做v=1m/s 的勻速直線運(yùn)動,求第2秒內(nèi)水平拉力做的功;
(2)若I、Ⅱ區(qū)域中的磁場均為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.8T的勻強(qiáng)磁場,方向仍如圖甲,現(xiàn)在圖示位置給線框一初速度,線框MN邊運(yùn)動到磁場區(qū)域Ⅱ的右邊界時(shí)速度恰為零,設(shè)線框從MN邊在區(qū)域I中運(yùn)動時(shí)線框中產(chǎn)生的熱量Q1,線框MN邊在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動時(shí)線框中產(chǎn)生的熱量為Q2,求
【答案】分析:(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出回路中的電動勢,水平拉力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)線框勻速運(yùn)動一段時(shí)間后減速,MN邊到達(dá)中間界線時(shí)速度為v1,接著又勻速運(yùn)動一段時(shí)間后,再減速,最后速度為0,對跨越邊界的過程據(jù)動量定理和法拉第電磁感應(yīng)定律與電量的計(jì)算公式:,最后取得Q1和Q2的關(guān)系公式.
解答:解:(1)PQ在區(qū)域Ⅱ中距中間邊界△x,而MN在區(qū)域I 距中間邊界L-△x時(shí),PQ邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:E1=(0.2+0.3x)Lv
MN邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:E2=[0.2+0.3△x(L-△x)]Lv
代人數(shù)據(jù)解得回路中的電動勢:E=E1+E2=0.7V
由于線框勻速運(yùn)動,故水平拉力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,即
J
(2)設(shè)初速度為v,勻速運(yùn)動一段時(shí)間后減速,MN邊到達(dá)中間界線時(shí)速度為v1,接著又勻速運(yùn)動一段時(shí)間后,再減速,最后速度為0,則對跨越中間邊界的過程據(jù)動量定理有

對跨越最右邊界的過程據(jù)動量定理有:BLq2=mv1-0
線圈運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢:  
,電量
聯(lián)立化簡得 
由上式可得:q1=2q2
 則 v=5v1
故:
    
 則:
答:(1)第2秒內(nèi)水平拉力做的功W=0.163J;
(2 )
點(diǎn)評:考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律及焦耳定律等規(guī)律的應(yīng)用,同時(shí)掌握圖象在本題的應(yīng)用
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,MN左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)將一邊長為l、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框置于該磁場中,使線框平面與磁場方向垂直,且bc邊與磁場邊界MN重合.當(dāng)t=0時(shí),對線框施加一水平拉力F,使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動;當(dāng)t=t0時(shí),線框的ad邊與磁場邊界MN重合.圖乙為拉力F隨時(shí)間t變化的圖線.
求:(1)勻加速運(yùn)動的加速度a和t0時(shí)刻線框的速率v大小
(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小
(3)線圈穿出磁場的過程中,通過線圈感應(yīng)電量q

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲,一邊長為L=lm、電阻為R=3Ω的正方形金屬線框MNPQ水平平放在光滑絕緣水平地面上,在地面上建立如圖所示坐標(biāo)系,空間存在垂直地面的磁場,在0≤x<2m的區(qū)域I中磁場方向向上,在2<x≤4m 的區(qū)域Ⅱ中磁場方向向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨x的變化規(guī)律如圖乙,開始時(shí)刻線框MN邊與y軸重合.
精英家教網(wǎng)
(1)若給線框以水平向右的初速度,同時(shí)在PQ邊施加一水平拉力,之后線框做v=1m/s 的勻速直線運(yùn)動,求第2秒內(nèi)水平拉力做的功;
(2)若I、Ⅱ區(qū)域中的磁場均為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.8T的勻強(qiáng)磁場,方向仍如圖甲,現(xiàn)在圖示位置給線框一初速度,線框MN邊運(yùn)動到磁場區(qū)域Ⅱ的右邊界時(shí)速度恰為零,設(shè)線框從MN邊在區(qū)域I中運(yùn)動時(shí)線框中產(chǎn)生的熱量Q1,線框MN邊在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動時(shí)線框中產(chǎn)生的熱量為Q2,求
Q1Q2

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,在虛線所示的等腰直角三角形CDE(其底邊DE長為3L)區(qū)域內(nèi),存在有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一邊長為L的正方形線框efgh(gf邊與DE邊在同一直線上)在紙平面內(nèi)沿DE方向從左向右以速度v勻速通過場區(qū).若以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn),規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)榫框中感應(yīng)電流的正方向,則圖乙所示的四個(gè)i-t圖象(橫軸單位長度表示的值為L/v),哪一個(gè)能反映線框中感應(yīng)電流的規(guī)律( 。
A、精英家教網(wǎng)B、精英家教網(wǎng)C、精英家教網(wǎng)D、精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源:0104 模擬題 題型:計(jì)算題

如圖甲,一邊長為L=1m、電阻為R=3Ω的正方形金屬線框MNPQ水平平放在光滑絕緣水平地面上,在地面上建立如圖所示坐標(biāo)系,空間存在垂直地面的磁場,在0的區(qū)域Ⅰ中磁場方向向上,在的區(qū)域Ⅱ中磁場方向向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨x的變化規(guī)律如圖乙所示,開始時(shí)刻線框MN邊與y軸重合。
(1)若給線框以水平向右的初速度,同時(shí)在PQ邊施加一水平拉力,之后線框做v=1m/s的勻速直線運(yùn)動,求第2秒內(nèi)水平拉力做的功;
(2)若Ⅰ、Ⅱ區(qū)域中的磁場均為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.8T的勻強(qiáng)磁場,方向仍如圖甲,現(xiàn)在圖示位置給線框一初速度,線框MN邊運(yùn)動到磁場區(qū)域Ⅱ的右邊界時(shí)速度恰為零,設(shè)線框從MN邊在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動時(shí)線框中產(chǎn)生的熱量為Q1,線框MN邊在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動時(shí)線框中產(chǎn)生的熱量為Q2,求。

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