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6.如圖所示,空間分布著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域的水平寬度d=0.4m,豎直方向足夠長(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.正方形線(xiàn)框PQMN邊長(zhǎng)L=0.4m,質(zhì)量m=0.2kg,電阻R=0.1Ω,開(kāi)始時(shí)放在光滑絕緣水平板上“Ⅰ”位置,現(xiàn)用一水平向右的恒力F=0.8N拉線(xiàn)框,使其向右穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū),最后到達(dá)“Ⅱ”位置(MN邊恰好出磁場(chǎng)).設(shè)線(xiàn)框平面在運(yùn)動(dòng)中始終保持在豎直平面內(nèi),PQ邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)后線(xiàn)框恰好做勻速運(yùn)動(dòng).試求:
(1)線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的距離D;
(2)上述整個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)若線(xiàn)框PQ邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)突然撤去絕緣板,線(xiàn)框在空中運(yùn)動(dòng),則線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度多大?線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱又為多大?

分析 (1)線(xiàn)框在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件結(jié)合安培力的計(jì)算公式求解速度大小,根據(jù)動(dòng)能定理求解線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的距離D;
(2)由能量守恒定律求解線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求解速度大小,根據(jù)能量守恒定律求解線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱.

解答 解:(1)線(xiàn)框在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng),則F=F,
由公式可得:F=BIL,
根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得:I=ER,
切割磁感應(yīng)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv1,
聯(lián)立解得:v1=2m/s,
根據(jù)動(dòng)能定理可得:FD=12mv21,
解得:D=0.5m;
(2)由能量守恒定律可知,Q=2Fd=2×0.8×0.4J=0.64J;
(3)撤去絕緣板后,線(xiàn)框在磁場(chǎng)中水平方向所受合力為零,豎直方向只受重力,因此線(xiàn)框在穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中做平拋運(yùn)動(dòng);
水平方向:t=2dv1=2×0.42s=0.4s,
豎直方向:vy=gt=4m/s,
則v2=v21+v2y=25m/s,
撤去絕緣板后,線(xiàn)框產(chǎn)生的熱量為Q′=Q=0.64J.
答:(1)線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)的距離為0.5m;
(2)上述整個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為0.64J;
(3)若線(xiàn)框PQ邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)突然撤去絕緣板,線(xiàn)框在空中運(yùn)動(dòng),則線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度為25m/s,線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為0.64J.

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問(wèn)題,根據(jù)平衡條件列出方程;另一條是能量,分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題,根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中,取雙縫間距d=0.5mm,雙縫與光屏間距離L=0.5m,用某種單色光照射雙縫得到干涉圖象如圖,分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖,則單色光的波長(zhǎng)為6.4×10-7m;若改用頻率較高的單色光照射,得到的干涉條紋間距將變�。ㄌ睢白兇蟆�、“變小”或“不變”)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.如圖所示,帶正電的絕緣滑塊從固定斜面頂端由靜止釋放,滑至底端時(shí)的速度為v,若在整個(gè)空間加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),滑塊仍從斜面頂端由靜止釋放,滑至底端時(shí)的速度為v′,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.若斜面光滑,則v′=v
B.若斜面光滑,則v′>v
C.若斜面光滑,在滑塊下滑過(guò)程中重力所做的功等于滑塊機(jī)械能的增加量
D.若斜面粗糙,在滑塊下滑過(guò)程中重力所做的功等于滑塊動(dòng)能的增加量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.如圖所示,將長(zhǎng)為l橡皮筋上端O固定在豎直放置的木板上,另一端M通過(guò)細(xì)線(xiàn)懸掛重物.某同學(xué)用水平力F在M處拉住橡皮筋,緩慢拉動(dòng)M至A點(diǎn)處,松開(kāi)后,再次用水平力拉M,緩慢將橡皮筋也拉至OA直線(xiàn)上,此時(shí)M位于圖中的B點(diǎn)處,則下列判斷正確的是( �。�
A.當(dāng)M被拉至A點(diǎn)處時(shí),橡皮筋長(zhǎng)度OA可能小于l
B.當(dāng)M被分別拉到A、B兩點(diǎn)處時(shí),橡皮筋的彈力TA=TB
C.當(dāng)M被分別拉到A、B兩點(diǎn)處時(shí),所用水平拉力FA<FB
D.上述過(guò)程中此橡皮筋的彈力不遵循胡克定律

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示,在傾角為θ=37°的絕緣斜面上固定光滑的正弦金屬導(dǎo)軌MN.PQ,兩導(dǎo)軌關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),N、Q兩端點(diǎn)與斜面底端平齊,M、P之間連接一定值電阻R=2Ω,整個(gè)斜面處在垂直斜面向上磁感應(yīng)
強(qiáng)度為B=0.lT的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m=8×l0-3kg,長(zhǎng)3m,在沿x軸正方向的拉力F作用下,以恒定速度v0=1m/s沿x軸正方向從斜面底端開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到達(dá)斜面頂端,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中ab始終平行于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng).已知N點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0.8m),M點(diǎn)坐標(biāo)為(6m,0.8m),MN的軌跡方程為v=0.8+0.4sinπx.金屬導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒ab的電阻不計(jì),g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:.
(1)t=2.5s時(shí)導(dǎo)體棒所受拉力F的大��;
(2)導(dǎo)體棒從N端到M端過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量q.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

11.如圖所示,小球的質(zhì)量為2kg,線(xiàn)OA水平,OB與豎直方向成60°,求:
(1)靜止時(shí)OA、OB受到的拉力;
(2)以5m/s2的加速度向上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)OA、OB受到的拉力;
(3)以5m/s2的加速度向左做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)OA、OB受到的拉力.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

18.如圖所示為四旋翼無(wú)人機(jī),它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器,目前正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.一架質(zhì)量m=1kg的無(wú)人機(jī),其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=16N,無(wú)人機(jī)上升過(guò)程中最大速度為6m/s.若無(wú)人機(jī)從地面以最大升力豎直起飛,打到最大速度所用時(shí)間為3s,假設(shè)無(wú)人機(jī)豎直飛行時(shí)所受阻力大小不變.(g取10m/s2).求:
(1)無(wú)人機(jī)以最大升力起飛的加速度;
(2)無(wú)人機(jī)在豎直上升過(guò)程中所受阻力Ff的大�。�
(3)無(wú)人機(jī)從地面起飛豎直上升至離地面h=30m的高空所需的最短時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.一本書(shū)靜止置于水平桌面上,則( �。�
A.桌面對(duì)書(shū)的支持力與書(shū)所受的重力是一對(duì)平衡力
B.書(shū)對(duì)桌面的壓力與書(shū)所受重力是同一性質(zhì)力
C.書(shū)所受重力與它對(duì)地球的吸引力是一對(duì)平衡力
D.書(shū)所受重力與桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)作用力與反作用力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

16.如圖所示,質(zhì)量為2kg、上表面光滑的木板甲靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體丙放在木板甲右端,質(zhì)量為4kg的木板乙以5m/s的速度向左運(yùn)動(dòng),與木板甲碰撞以后小物體滑到木板乙上,木板甲獲得8m/s的速度,木板乙上表面與小物體的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,(g=10m/s2)求:
(1)小物體在木板乙上表面滑行多長(zhǎng)時(shí)間相對(duì)木板乙靜止?
(2)要使小物體不從木板乙上滑落,木板乙至少要多長(zhǎng)?

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