【題目】如圖甲所示,斜面的傾角α=30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長L1=1mbc邊的邊長L2=0.6m,線框的質(zhì)量m=1kg,線框的電阻R=0.1Ω,線框受到沿斜面向上的恒力F的作用,已知F=15N,線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=.線框的邊abefgh,斜面的efhg區(qū)域有垂直斜面向上的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t的變化情況如圖乙的B-t圖象所示,時間t是從線框由靜止開始運動起計時的.如果線框從靜止開始運動,進入磁場最初一段時間是勻速的,ef線和gh線的距離x=5.1m,取g=10m/s2.求:

1)線框進入磁場前的加速度a

2)線框進入磁場時勻速運動的速度v;

3)在丙圖中畫出線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線過程的v-t圖象;

4)線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】15 m/s2

22 m/s

3)如圖;

435 J

【解析】

試題(1)線框進入磁場前,線框受到線框的重力、拉力F、斜面的支持力和線框的摩擦力作用,由牛頓第二定律:Fmgsinαμmgcosα=ma

得線框進入磁場前的加速度a="5" m/s2

2)因為線框進入磁場的最初一段時間做勻速運動,ab邊進入磁場切割磁感線,

產(chǎn)生的電動勢E1=BL1v

形成的感應電流I1=

受到沿斜面向下的恒定的安培力FBI1L1

線框受力平衡,有Fmgsin αμmgcosαF

此時磁感應強度必恒定不變B=05 T,代入數(shù)據(jù)解得v2 m/s

3)線框abcd進入磁場前做勻加速直線運動,進入磁場前的運動時間

t1==04 s

進入磁場過程中線框做勻速運動的時間t2==03 s

線框完全進入磁場后至運動到gh線,線框受力情況與進入磁場前相同,仍做勻加速直線運動,所以該階段的加速度大小仍為a5 m/s2,該過程有x-l2vt3at23,解得t3="1" s

線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線過程的vt圖象如圖;

4)線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中,線框中有感應電流的時間

t4=t1t2t309 s=08 s

此過程產(chǎn)生的焦耳熱Q2== 05 J

線框勻速進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1= I12Rt2 ="3" J

線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱 Q= Q1+ Q2=35 J

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑的桌面上放有一條形磁鐵,條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)小圓環(huán),如圖所示.則以下關于銅質(zhì)小圓環(huán)和條形磁鐵的描述正確的是(  )

A. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒

B. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵的重力大

C. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時環(huán)中有逆時針方向的電流。

D. 釋放圓環(huán),環(huán)下落時環(huán)中有順時針方向的電流。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量不計的兩個活塞A、B置于豎立圓筒的上下側(cè),二者之間密封一定質(zhì)量的理想氣體,活塞B與一勁度系數(shù)為k=500N/m的彈簧相連,平衡時兩活塞相距l0lm,F(xiàn)用力F向上拉活塞A,使其緩慢上移一段距離后再次平衡,此時力F400N。已知活塞橫截面積S0.02m2,外界大氣壓強p010×105Pa,密封氣體無漏氣且溫度始終保持不變,不計一切摩擦,求:

①活塞A向上移動的距離H

②此過程大氣壓強對兩活塞做的總功W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,磁感應強度為B的有界勻強磁場的寬度為L,一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為ddL)的正方形金屬線框豎直放置。線框由靜止釋放,進入磁場過程中做勻速運動,完全離開磁場前已做勻速運動。已知重力加速度為g,則線框( 。

A. 進、出磁場過程中電流方向相同

B. 進、出磁場過程中通過線框某一橫截面的電荷量相等

C. 通過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mgL+d

D. MN邊離開磁場時的速度大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明要利用多用電表和電阻箱測量電源的電動勢和內(nèi)阻

(1)如圖甲所示是多用電表內(nèi)部結(jié)構的簡化電路圖,內(nèi)有3個檔位,對應3種測量功能小明現(xiàn)要將其作為電流表使用,選擇開關S應接__選填“1”、“2”“3”).小明調(diào)節(jié)好多用電表后連接電路,如圖乙所示是他正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路.請指出圖中在器材連接或操作上存在的兩個不妥之處:___;______

(2)調(diào)節(jié)電阻箱,記錄多組電阻箱示數(shù)R和多用電表示數(shù)I,作出的圖線如圖丙所示.由此可求得電動勢E=___V,內(nèi)阻r=___Ω.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(3)本實驗方案存在系統(tǒng)誤差,這是由于多用電表____(選填分流分壓”)而引起的,測得的E、r與真實值比較:E____E,r___r.(選填“<”、“=”“>”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在勻強磁場中放有平行銅導軌,它與大導線圈M相連接,要使小導線圈N獲得順時針方向的感應電流,則放在導軌中的裸金屬棒ab的運動情況是(兩導線圈共面位置)( )

A.向右勻速運動 B.向左加速運動

C.向右減速運動 D.向右加速運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,通電直導線與線圈abcd在同一平面內(nèi),且通電直導線電流方向豎直向上,則( 。

A. 線圈向右平動時,感應電流沿adcb方向

B. 線圈豎直向下平動,則無感應電流

C. 線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動,則無感應電流

D. 線圈沿垂直紙面方向遠離導線,則產(chǎn)生的感應電流沿abcd方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于亞洲--地球同步通訊衛(wèi)星,下列說法中正確的是( )

A. 它的運行速度為7.9km/s

B. 已知它的質(zhì)量為1.42t,若將它的質(zhì)量增為2.84t,其同步軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?/span>2

C. 它可以繞過北京的正上方,所以我國能夠利用它進行電視轉(zhuǎn)播

D. 它距地面的高度約是地球半徑的5倍,所以它的向心加速度約是地面處的重力加速度的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)在“用打點計時器驗證機械能守恒定律”的實驗中,完成該實驗,其中一個重要的步驟是,接通電源釋放紙帶時,則如圖所示操作合理的是______

A.

B.

C.

D.

2)已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器,還必須選取的器材是圖中的______

A.砝碼 B.重錘 C.秒表 D.刻度尺

3)在用電火花計時器(或電磁打點計時器)研究勻變速直線運動的實驗中,某同學打出了一條紙帶。已知計時器打點的時間間隔為0.02s,他按打點先后順序每5個點取1個計數(shù)點,得到了OA、B、C、D等幾個計數(shù)點。如圖所示,則相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為_______s。用刻度尺量得OA=1.50cmAB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm。由此可知,紙帶做_______運動(選填“勻加速”或“勻減速”),打C點時紙帶的速度大小為_______ m/s

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