16分)如圖甲所示,空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng),磁場(chǎng)上邊界OM水平,以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),OM為x軸,豎直向下為y軸,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B=ky變化,k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi),當(dāng)線框下降h0(h0<L)高度時(shí)達(dá)到最大速度,線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。求:
(1)線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2;
(2)線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能ΔE;
(3)若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出,在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。
解:(1)線框下降h0高度時(shí)達(dá)到最大速度,電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1=B1Lv1/R,
由平衡條件,mg= B1 I1L,
解得:v1=。
(2)線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I2=B2Lv2/R,
則I2=kL2v2/R,
由平衡條件,mg= B2 I2L,
解得:v2=。
△E=mgL-mv22,
解得△E=mgL-。
(3)線框上a點(diǎn)的軌跡如圖所示。
【解析】利用法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、平衡條件、能量守恒定律及其相關(guān)知識(shí)列方程解答。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(09年天津市十二區(qū)縣聯(lián)考)(16分)如圖甲所示,是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,底邊水平,金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為R。在金屬線框的下方有一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,MN和是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界,并與線框的邊平行,磁場(chǎng)方向與線框平面垂直,F(xiàn)金屬線框從磁場(chǎng)上方某一高度處由靜止開始下落,圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的速度一時(shí)問(wèn)圖象,圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量,重力加速度為,忽略空氣阻力。求:
(1)金屬框的邊長(zhǎng)以及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)金屬線框在離開磁場(chǎng)過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
16分)如圖甲所示,空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng),磁場(chǎng)上邊界OM水平,以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),OM為x軸,豎直向下為y軸,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B=ky變化,k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi),當(dāng)線框下降h0(h0<L)高度時(shí)達(dá)到最大速度,線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。求:
(1)線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2;
(2)線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能ΔE;
(3)若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出,在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。
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科目:高中物理 來(lái)源:2012屆江蘇省蘇中三市高三3月第一次調(diào)研測(cè)試物理試題(帶解析) 題型:計(jì)算題
16分)如圖甲所示,空間存在一垂直紙面向里的水平磁場(chǎng),磁場(chǎng)上邊界OM水平,以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),OM為x軸,豎直向下為y軸,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B=ky變化,k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi),當(dāng)線框下降h0(h0<L)高度時(shí)達(dá)到最大速度,線框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。求:
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