【題目】如圖甲所示，空間存在一寬度為的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里.在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長為的正方形金屬線框，其質(zhì)量、電阻，在水平向左的外力作用下，以初速度勻減速進入磁場，線框平面與磁場垂直，外力大小隨時間變化的圖線如圖乙所示，以線框右邊剛進入磁場時開始計時，求：

（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度；

（2）線框進入磁場的過程中，通過線框的電荷量；

（3）線框向右運動的最大位移為多少？

（4）當線框左側(cè)導(dǎo)線即將離開磁場的瞬間，撤去外力，則線框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱多大？

【答案】（1）0.33T（2）0.75C（3）4m（4）J

【解析】

（1）由圖象可知，線框加速度

則線框的邊長

時刻線框中的感應(yīng)電流

線框所受的安培力

由牛頓第二定律

又

聯(lián)立得

（2）線框進入磁場的過程中，平均感應(yīng)電動勢

平均電流

通過線框的電荷量

聯(lián)立解得：

（3）設(shè)勻減速運動速度減為零的過程中線框通過的位移為

由運動學公式得

代入數(shù)值得

（4）當線框左邊導(dǎo)線到達磁場邊界時，

解得：

之后撤去外力，線框在安培力作用下減速，對線框，若減速到零，由動量定理得：，其中

解得，說明線框能從磁場中離開。

則有：

span>解得

所以線框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平面直角坐標系xOy，P點在x軸上，xp=2L，Q點在負y軸上某處。第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的勻強電場，第Ⅱ象限內(nèi)有一圓形區(qū)域與x、y軸分別相切于A、C兩點，AO＝L，第Ⅳ象限內(nèi)有一未知的矩形區(qū)域（圖中未畫出），圓形區(qū)域和矩形區(qū)域內(nèi)有相同的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面（圖中未畫出）。電荷量為＋q、質(zhì)量為m、速度大小為v0的粒子束a從A點沿y軸正方向發(fā)射，經(jīng)過C點和P點；電荷量為－q、質(zhì)量為m、速率為的粒子b，從Q點向與y軸成45°夾角方向發(fā)射，經(jīng)過并離開矩形區(qū)域后與離開P點的粒子束a相碰，相碰時粒子速度方向相反。不計粒子的重力和粒子間相互作用力。求：

（1）圓形區(qū)域內(nèi)磁場磁感應(yīng)強度B的大小、方向；

（2）第Ⅰ象限內(nèi)勻強電場的場強大小E；

（3）矩形區(qū)域的最小面積S。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某質(zhì)點的速度-時間圖象，則下列說法中正確的是（ ）

A. 在0～6s內(nèi)，質(zhì)點做勻變速直線運動 B. 在t=12s末，質(zhì)點的加速度為-1m/s2

C. 在6～10s內(nèi)，質(zhì)點處于靜止狀態(tài) D. 在4s末，質(zhì)點運動方向改變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，MN、PQ為間距L=1.0m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻均不計．導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接有一個R=6Ω的電阻．有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強度為B0=1T．將一根質(zhì)量為m=0.1kg電阻為r（大小未知）的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度，已知在此過程中金屬棒沿斜面下滑的距離為S=4m，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與NQ平行．取g=10m/s2． (sin370=0.6,sin530=0.8) 求：

(1)金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ；

(2)金屬棒的電阻r；

(3) 若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁感應(yīng)強度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為位于0點的一點電荷電場中的等勢線,是連線的中點是連線的中點，AO和BO垂直。在D點由靜止釋放一個帶負電的試探電荷，僅在電場力 作用下，試探電荷沿DA加速運動。下列說法正確的是

A. D點的場強比C點的場強大

B. D點的電勢比C點的電勢高

C. 帶正電的試探電荷從A點沿直線AB移動到B點，電勢能先增大后減小

D. 帶負電的試探電荷從B點沿BCD移動到D點，電場力一直做負功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩矩形線圈分別在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化關(guān)系分別如圖中甲、乙所示，則下列說法正確的是

A. 兩交變電流的電動勢有效值之比

B. 時，兩線圈中的磁通量的變化率均為零

C. 兩交變電流的頻率之比

D. 時，兩線圈均處在與中性面垂直的位置上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖（甲）為一列簡諧橫波在時刻的波形圖，是平衡位置在處的質(zhì)點，是平衡位置在處的質(zhì)點；圖（乙）為質(zhì)點的振動圖像，下列說法正確的是

A. 在時，質(zhì)點向y軸正方向運動

B. 在時，質(zhì)點的加速度方向與軸正方向相同

C. 從到，質(zhì)點通過的路程為

D. 質(zhì)點簡諧運動的表達式為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在做“練習使用打點計時器”的實驗時，如圖所示是某次實驗的紙帶，舍去前面比較密集的點，從0點開始，每5個連續(xù)點取1個計數(shù)點，標以1、2、3……那么相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1 s，各計數(shù)點與0計數(shù)點之間的距離依次為x1＝3 cm、x2＝7.5 cm、x3＝13.5 cm，則物體通過1計數(shù)點的速度v1＝______m/s，通過2計數(shù)點的速度v2＝______m/s，運動的加速度為________m/s2.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，平行長直導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，兩導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌左端MP間接有一阻值為的定值電阻，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放在距離左端處，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻均忽略不計整個裝置處在范圍足夠大的勻強磁場中，時刻，磁場方向豎直向下，此后，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化如圖所示，不計感應(yīng)電流磁場的影響當時，突然使ab棒獲得向右的速度，同時在棒上施加一方向水平、大小可變化的外力F，保持ab棒具有大小為恒為、方向向左的加速度，取．

求時棒所受到的安培力；

分析前3s時間內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況并求前3s內(nèi)棒所受的摩擦力f隨時間t變化的關(guān)系式；

從時刻開始，當通過電阻R的電量時，ab棒正在向右運動，此時撤去外力F，此后ab棒又運動了后靜止求撤去外力F后電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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