【題目】如圖所示，粗細(xì)均勻的矩形單匝線圈abcd固定在滑塊上，總質(zhì)量M＝1 kg，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，線圈ab邊長度L1＝2 m，線圈ad邊長度L2＝1 m，線圈的總電阻R＝2 Ω。滑塊的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化關(guān)系如下圖所示。t＝0時刻滑塊處于磁場左邊界的左側(cè)某個位置，從該時刻起滑塊在外力F的作用下以速度v＝3 m/s水平向右做勻速直線運(yùn)動。已知ab邊到磁場下邊界的距離x＝0.5 m，t1＝3 s時線圈ab邊恰好完全進(jìn)入磁場，取g＝10 m/s2，求：

(1)線圈進(jìn)入磁場的過程中a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab；

(2)0～4 s內(nèi)整個線圈所產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)0～4 s內(nèi)外力F所做的功WF。

【答案】（1）-0.5V（2）2.75J（3）67.5J

【解析】

(1)由閉合電路的歐姆定律求出電壓；(2)根據(jù)焦耳定律求出熱量.(3)由動能定理或能量守恒定律求出功.

(1)由圖可知，設(shè)線圈進(jìn)入磁場的過程中只有bc邊上的部分切割磁感線則，感應(yīng)電動勢

ab邊的電阻

(2)設(shè)線圈從開始進(jìn)入磁場到剛好完全進(jìn)入磁場的時間為，焦耳熱為

則：

3s-4s時間內(nèi)，ab與bc的上部分同時切割磁感線，所以無動生感應(yīng)電動勢

所以感生電動勢

這階段的焦耳熱

所以0-4s時間內(nèi)整個線圈所產(chǎn)生的焦耳熱

（i）線圈進(jìn)入磁場前線圈進(jìn)入的摩擦力

該階段摩擦力做的功

（ii)線圈從開始進(jìn)入磁場到剛好完全進(jìn)入磁場，設(shè)線圈從開始進(jìn)入磁場到剛好完全進(jìn)入磁場摩擦力為，摩擦力做的功為，則，即該階段隨位移均勻增大，則該階段的平均摩擦力

所以該階段摩擦力做的功

設(shè)線圈從開始進(jìn)入磁場到剛好完全進(jìn)入磁場安培力做的功為，

則

（ii)線圈在3s-4s時間內(nèi)，設(shè)3s-4s時間內(nèi)場摩擦力為，摩擦力做的功為，則，該階段磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變大，而線圈在做勻速直線運(yùn)動，易知該階段隨位移均勻增大，則該階段的平均摩擦力

所以

對0-4s用動能定理分析可得：

所以

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】一條繩子可以分成一個個小段，每小段都可以看做一個質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用。如圖是某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)l在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動，帶動質(zhì)點(diǎn)2、3、4...各個質(zhì)點(diǎn)依次振動，把振動從繩的左端傳到右端。t=T/2時，質(zhì)點(diǎn)9剛要開始運(yùn)動。下列說法正確的是

A. t=T/2時，質(zhì)點(diǎn)9開始向下運(yùn)動

B. t=T/2時，質(zhì)點(diǎn)5加速度方向向上

C. t=T/4時，質(zhì)點(diǎn)5開始向上運(yùn)動

D. t=T/4時，質(zhì)點(diǎn)3的加速度方向向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在矩形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向平行于ad邊且由a指向d，磁場方向垂直于平面，ab邊長為，ad邊長為2L，一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)O平行于ab方向以大小為v0的速度射入場內(nèi)，恰好做勻速直線運(yùn)動；若撤去電場，其他條件不變，粒子從c點(diǎn)射出場區(qū)(粒子重力不計)。下列說法正確的是

A. 磁場方向一定是垂直平面向里

B. 撤去電場后，該粒子在磁場中的運(yùn)動時間為

C. 若撤去磁場，其他條件不變，粒子一定從bc邊射出場區(qū)

D. 若撤去磁場，其他條件不變，粒子一定從ab邊射出場區(qū)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直虛線左側(cè)有豎直向上的勻強(qiáng)電場，右側(cè)有水平向左的勻強(qiáng)電場，兩電場的電場強(qiáng)度大小均為E=2×1 02v/m，右側(cè)電場中有一斜面，斜面的傾角，虛線左側(cè)還有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面由上的A點(diǎn)由靜止釋放，沿斜面向下運(yùn)動，從斜面的底端（虛線上的C點(diǎn)）進(jìn)入虛線左側(cè)正交的電場和磁場中，結(jié)果小球恰好能做勻速圓周運(yùn)動，并從虛線上的D點(diǎn)進(jìn)入虛線右側(cè)的電場，小球的電荷量為q=lxl0-6C，C、D兩點(diǎn)間的距離為，A、C兩點(diǎn)的高度差h=l0cm，g=l0m/s2，斜面的上端足夠長。

(1)求小球運(yùn)動到C點(diǎn)時的速度大小。

(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。

(3)試分析小球從D點(diǎn)進(jìn)入虛線右側(cè)的電場后，能不能打在斜面上？如果能，求小球從D點(diǎn)打到斜面上所用的時間；如果不能，則小球在電場中運(yùn)動多長時間恰好進(jìn)入虛線左側(cè)正交的電場和磁場中？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動時的v-t圖象圖象關(guān)于圖中虛線對稱，則在0～t1時間內(nèi)，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，下列說法正確的是

A. 若質(zhì)點(diǎn)能兩次到達(dá)某一位置，則兩次的速度都不可能為零

B. 若質(zhì)點(diǎn)能三次通過某一位置，則可能三次都是加速通過該位置

C. 若質(zhì)點(diǎn)能三次通過某一位置，則可能兩次加速通過，一次減速通過

D. 若質(zhì)點(diǎn)能兩次到達(dá)某一位置，則兩次到達(dá)這一位置的速度大小一定相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t＝0時刻起，棒上有如圖2的變化電流I、周期為T，電流值為I，圖1中I所示方向?yàn)殡娏髡较�。則金屬棒（　�。�

A. 在一個周期內(nèi)先向右移動再向左移動

B. 在一個周期內(nèi)加速度保持不變

C. 受到的安培力在一個周期內(nèi)都做正功

D. 在一個周期內(nèi)動能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（20分）如圖所示，在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻速磁場，場強(qiáng)大小為E。在其它象限中存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里。A是y軸上的一點(diǎn)，它到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為h；C是x軸上的一點(diǎn)，到O的距離為L。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域，繼而通過C點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域。并再次通過A點(diǎn)，此時速度方向與y軸正方向成銳角。不計重力作用。試求：

（1）粒子經(jīng)過C點(diǎn)速度的大小和方向；

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，“冰雪游樂場”滑道B點(diǎn)的左側(cè)水平粗糙，右側(cè)是光滑的曲面，左右兩側(cè)平滑連接。質(zhì)量m=30kg的小孩從滑道頂端A點(diǎn)靜止開始下滑，經(jīng)過B點(diǎn)時被靜止的質(zhì)量為M=60kg的家長抱住，一起滑行到C點(diǎn)停下(C點(diǎn)未畫出)。已知A點(diǎn)高度h=5m，人與水平滑道間的動摩擦因數(shù)μ=02，g取10m/s2，求；

(1)小孩剛到B點(diǎn)時的速度大小vB；

(2)B、C間的距離s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中�，F(xiàn)給圓環(huán)一個水平向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動中下列說法正確的是 ( )

A. 圓環(huán)可能做勻減速運(yùn)動

B. 圓環(huán)可能做勻速直線運(yùn)動

C. 圓環(huán)克服摩擦力所做的功一定為

D. 圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為

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同步練習(xí)冊答案