（2011?泰州一模）如圖所示，abcd一個邊長為L，電阻為R的正方形金屬線框，從圖示位置自由下落，下落L后開始進(jìn)入寬度也為L、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場且恰好勻速下落．磁場的正下方2L處還有一個寬度未知、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知、方向垂直紙面向外的水平條形有界勻強(qiáng)磁場（如圖），金屬線框abcd穿過這個磁場時也恰好做勻速直線運(yùn)動．已知線框在穿過磁場的過程中產(chǎn)生的電能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱．
求：
（1）未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大��；
（2）線框在穿過這兩個磁場的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱；
（3）定性畫出線框中的電流 I 隨線框下落的高度h變化的I--h圖象（規(guī)定順時針方向?yàn)殡娏髡较颍?/div>
分析：（1）線框未進(jìn)入磁場時，機(jī)械能守恒，可求出剛進(jìn)入磁場時的速度，進(jìn)入磁場勻速下降時，重力與安培力平衡，分別研究兩次勻速運(yùn)動的情況，由平衡條件可求出未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大��；
（2）線框在穿過這兩個磁場的過程中重力勢能減小轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)能量守恒定律求解產(chǎn)生的總焦耳熱；
（3）分段畫出I-h圖象．
解答：解：（1）設(shè)線框進(jìn)入第一個磁場速度為v，設(shè)未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′，進(jìn)入未知磁場的速度為v′  mgL=
1
2
mv2  ①
 mg=B
BLv
R
L   ②
 mg2L=
1
2
mv′2  ③
 mg=B′
B′Lv′
R
L ④
解得B′=
B
42

（2）由題意可知，未知磁場的寬度也為L
由能量轉(zhuǎn)化和守恒，勻速穿過磁場產(chǎn)生的電能等于減少的重力勢能
Q=E電=4mgL ⑤
有①②⑤得 Q=E電=
4B2L3
2gL
R

 （3）畫出線框中的電流I隨線框下落的高度h變化的I--h圖象如圖．
點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合，安培力是聯(lián)系電磁感應(yīng)和力學(xué)的橋梁，安培力的分析和計算是這類問題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?泰州一模）某同學(xué)在籃球訓(xùn)練中，以一定的初速度投籃，籃球水平擊中籃板，現(xiàn)在他向前走一小段距離，與籃板更近，再次投籃，出手高度和第一次相同，籃球又恰好水平擊中籃板上的同一點(diǎn)，則（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?泰州一模）點(diǎn)電荷A、B是帶電量為Q的正電荷，C、D是帶電量為Q的負(fù)電荷，它們處在一個矩形的四個頂點(diǎn)上．它們產(chǎn)生靜電場的等勢面如圖中虛線所示，在電場中對稱地有一個正方形路徑abcd（與ABCD共面），如圖中實(shí)線所示，O為正方形與矩形的中心，則（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?泰州一模）一個表面粗糙的劈形物體，M放在水平面上，輕彈簧的一端固定，另一端與放在M上的物塊相連，彈簧的軸線與斜面平行，如圖所示．開始時使彈簧伸長，放開物塊后物塊沿斜面向上運(yùn)動，然后上滑到最高點(diǎn)，在此過程中，M保持靜止?fàn)顟B(tài)，則地面對M的摩擦力（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?泰州一模）如圖所示，用三條細(xì)線懸掛的金屬圓環(huán)，金屬環(huán)粗細(xì)均勻、單位長度的質(zhì)量為2.5g，三條細(xì)線呈對稱分布，穩(wěn)定時金屬環(huán)面水平，在金屬環(huán)正下方放有一個圓柱形磁鐵，磁鐵的中軸線OO′垂直于金屬環(huán)面且通過其圓心O，測得金屬環(huán)所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T，與豎直方向成30°角．現(xiàn)在要使金屬環(huán)各部分所受安培力的合力豎直向上且恰好等于其自身的重力，則在金屬環(huán)中通過的電流大小至少為（　�。ㄈ=10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?泰州一模）如圖所示，Dl、D2規(guī)格相同的兩個小燈泡，L是帶有鐵芯的電阻忽略不計的電感線圈，下列說法正確的是（　　）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案