如圖16甲所示在光滑且絕緣的斜面上，有一寬度為l的勻強磁場，磁場邊界與斜面頂端aa′、底邊bb′平行.一正方形金屬框置于斜面頂端，其上邊緊貼著aa′邊，并從靜止開始沿斜面下滑.設(shè)金屬框在下滑時瞬時速度為v，對應(yīng)的位移為s，其v2-s圖像如圖16乙所示.已知勻強磁場方向垂直斜面向上，金屬框質(zhì)量m=0.5kg，總電阻R=0.4Ω，求：

圖16

(1)根據(jù)圖像計算斜面傾角θ；

(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；

(3)現(xiàn)用平行斜面向上的恒力F作用在金屬框上，使金屬框從斜面底端bb′靜止開始沿斜面向上運動，勻速通過磁場區(qū)域后到達斜面頂端.試計算恒力F做功的最小值.

(1)s=0到s1=1.6m由公式v2=2a1s1，a1=m/s2=5m/s2.根據(jù)牛頓第二定律

mgsinθ=ma1，sinθ==0.5，θ=30°.

(2)由題圖像可以看出，從線框下邊進磁場到上邊出磁場，線框均做勻速運動.

s2=2L=2l=2.4m-1.6m=0.8m，L=l=0.4m

線框通過磁場時，=16，v1=4m/s，且F安=mgsinθ

BL=mgsinθ，B=1.25T.

(3)線框進入磁場前F-mgsinθ=ma3

在磁場中勻速向上運動F=mgsinθ+F安

得F安=ma3

設(shè)從bb′開始運動到dd′的速度為v，

距離為s3=3.4m-2.4m=1.0m，

,

v==2.5m/s，

a3==3.125m/s2

F安=ma3=1.5625N

拉力所做的最小功為

WF=F安2l+mgsinθ(s1+s2+s3)=9.75J.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（08年茂名市二模）(17分)如圖16甲所示是某人設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.1m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖16乙所示)。在線圈所在位置磁感應(yīng)強度B的大小均為0.2T，線圈的電阻為1.5Ω，它的引出線接有質(zhì)量為0.01kg、電阻為0.5Ω的金屬棒MN，MN置于傾角為300的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為0.25m。外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運動，便有電流通過MN。當(dāng)線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖16丙所示時(x取向右為正)，g=10m/s2。求：

   

(1)若MN固定不動，流過它的電流大小和方向？

(2)若MN可自由滑動，至少要加多大的勻強磁場才能使MN保持靜止，并在圖16丁中畫出磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖像；

(3)發(fā)電機的輸出功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-5-16甲所示，abcd為一邊長為L、具有質(zhì)量的導(dǎo)線框，位于水平面內(nèi)，bc邊上串接有電阻R，導(dǎo)線電阻不計，虛線表示一勻強磁場區(qū)域的邊界，它與ab平行，磁場區(qū)域的寬度為2L，磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下.線框在一垂直于ab邊的水平恒力作用下，沿光滑絕緣水平面運動，直到通過磁場區(qū)域.已知ab邊剛進入磁場時，線框變?yōu)閯蛩龠\動，此時通過電阻R的感應(yīng)電流大小為i0，試在圖乙中的坐標(biāo)系內(nèi)定性畫出：從導(dǎo)線框剛進入磁場到完全離開磁場的過程中，流過R的電流i的大小隨ab邊坐標(biāo)x的變化曲線.

圖4-5-16

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科目：高中物理 來源： 題型：

【物理-選修3-5】

（1）如右圖， 在勻強磁場里有一個原來靜止的放射性碳14，它所放射的粒子與反沖核的徑跡是兩個相切的圓。圓的直徑比為7:1，如圖所示，碳14的衰變方程是：                       

A. 146C → 42He+104Be    B.  146C → 0-1e+145B

C. 146C → 0-1e+147N     D.  146C → 21H+125B

（2）如圖甲所示，—根輕質(zhì)彈簧的兩端分別與質(zhì)量為m1和m2的兩個物塊A，B相連接，并靜止在光滑的水平面上。t=0時刻，A的速度方向水平向右，大小為3m／s，兩個物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖16乙所示。根據(jù)圖象提供的信息求：

① 兩物塊的質(zhì)量之比；② 在t2時刻A與B的動量之比

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科目：高中物理 來源：2013-2014江蘇省蘇州市高二第一學(xué)期期末調(diào)研測試（選修）物理試卷（解析版） 題型：計算題

(16分)如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=lm，電阻R1=3Ω，R2=1.5Ω，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=1kg的金屬桿，長度與金屬導(dǎo)軌等寬，與導(dǎo)軌接觸良好，金屬桿的電阻r=1.0Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=1.0T的勻強磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)用一拉力F沿水平方向拉桿，使金屬桿由靜止開始運動．圖乙所示為通過金屬桿中的電流平方(I2)隨位移(x)變化的圖線，當(dāng)金屬桿運動位移為5m時，求：

(1)金屬桿的動能：

(2)安培力的功率；

(3)拉力F的大�。�

 

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