【題目】如圖所示,用水平絕緣傳送帶輸送一正方形單匝閉合銅線(xiàn)框,在輸送中讓線(xiàn)框隨傳送帶通過(guò)一固定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,銅線(xiàn)框在進(jìn)入磁場(chǎng)前與傳送帶的速度相同,穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中將相對(duì)于傳送帶滑動(dòng).已知傳送帶以恒定速度v0運(yùn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)框的右邊框剛剛到達(dá)邊界PQ時(shí)速度又恰好等于v0.若磁場(chǎng)邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直,MNPQ的距離為d,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,銅線(xiàn)框質(zhì)量為m,電阻均為R,邊長(zhǎng)為L(L<d),銅線(xiàn)框與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,且在傳送帶上始終保持前后邊框平行于磁場(chǎng)邊界MN,試求:

(1)線(xiàn)框的右邊框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力的大。

(2)線(xiàn)框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)加速度的最大值以及速度的最小值;

(3)從線(xiàn)框右邊框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到整個(gè)線(xiàn)框完全穿出磁場(chǎng)后的過(guò)程中,閉合銅線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱.

【答案】(1) (2) , (3)Q2μmgd

【解析】1)線(xiàn)框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLv0
感應(yīng)電流:
右側(cè)邊所受安培力:F=BIL=;
2)線(xiàn)框以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng),在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,受安培力而減速運(yùn)動(dòng);進(jìn)入磁場(chǎng)后,在摩擦力作用下加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)其右側(cè)邊到達(dá)PQ時(shí)速度又恰好等于v0,因此,線(xiàn)框在剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),所受安培力最大,加速度最大,設(shè)為am;
線(xiàn)框全部進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度最小,設(shè)此時(shí)線(xiàn)框的速度為vmin,
線(xiàn)框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有:F-μmg=mam,
解得:am=-μg,
在線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)又加速運(yùn)動(dòng)到達(dá)邊界PQ的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理,得:
μmgd-L=
解得: ;
3線(xiàn)框從右邊框進(jìn)入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)邊界PQ的過(guò)程中線(xiàn)框一直受摩擦力fμmg

摩擦力做功Wf1μmgd

閉合線(xiàn)框穿出磁場(chǎng)與進(jìn)入磁場(chǎng)的受力情況相同,則完全穿出磁場(chǎng)的瞬間速度亦為最小速度v,然后速度均勻增加到v0,產(chǎn)生的位移一定為xdL(和在磁場(chǎng)中速度v由增加v0到的位移相同)

閉合線(xiàn)框在右邊框出磁場(chǎng)到與傳送帶共速的過(guò)程中位移xxLd

在此過(guò)程中摩擦力再做功Wf2μmgd

因此,閉合銅線(xiàn)框從剛進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)后又相對(duì)傳送帶靜止的過(guò)程中,傳送帶對(duì)閉合銅線(xiàn)框做的功WWf1Wf22μmgd

全過(guò)程由動(dòng)能定理WW克安0

閉合銅線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱Q W克安W2μmgd

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:

【題目】某興趣小組對(duì)一輛自制遙控小車(chē)的性能進(jìn)行研究,他們讓這輛小車(chē)在水平的直軌道上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),并將小車(chē)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái),通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為vt圖象,如圖所示(除2~10 s時(shí)間段圖象為曲線(xiàn)外,其余時(shí)間段圖象均為直線(xiàn)),已知在小車(chē)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,2 s后小車(chē)的功率P=9 W保持不變,小車(chē)的質(zhì)量為1.0 kg,可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小車(chē)所受到的阻力大小不變.求:

(1)小車(chē)所受到的阻力大。

(2)小車(chē)在0~10 s內(nèi)位移的大小x

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在做描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)中,采用的儀器有:

①電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻r=2Ω);

②標(biāo)號(hào)為“4.0V,1.6W”的小燈泡L;

③電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約);

④電流表(量程為3A,內(nèi)阻約0.5Ω

⑤電壓表V(量程6V,內(nèi)阻約15kΩ);

⑥滑動(dòng)變阻器(最大阻值l0Ω);

⑦滑動(dòng)變阻器(最大阻值200Ω);

⑧開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線(xiàn)若干.

1)實(shí)驗(yàn)中要求加在小燈泡上的電壓從零到小燈泡的額定電壓連續(xù)可調(diào).則滑動(dòng)變阻器須選用____(填),電流表須選用____(填

2)請(qǐng)?jiān)谔摼(xiàn)方框中設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)所用的電路原理圖._____

3)如上圖所示為某同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)電路圖所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)畫(huà)出的I-U圖象,如果把兩個(gè)這樣的燈泡和的定值電阻串聯(lián)起來(lái)接在電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻r=2Ω)上,如上圖,則每只燈泡消耗的實(shí)際功率為_______W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】汽車(chē)以的速度前進(jìn),從開(kāi)始制動(dòng)到停下來(lái)共用了在這段時(shí)間內(nèi),汽車(chē)每1s前進(jìn)的距離分別是9m,7m,5m,3m,則:

1汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的初速度為______ ,末速度為______ ;

2汽車(chē)的加速度大小為______ ;

3汽車(chē)前1s、前3s和全程的平均速度分別是______ ,______ ______

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,某時(shí)刻長(zhǎng)木板以4m/s的初速度水平向左運(yùn)動(dòng),可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊以4m/s的初速度水平向右滑上長(zhǎng)木板。已知小物塊的質(zhì)量為m=0.1kg,長(zhǎng)木板的質(zhì)量為M=1.5kg,長(zhǎng)木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.1,小物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.4,重力加速度大小為g=10m/s2,最終小物塊未滑離長(zhǎng)木板,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 小物塊向右減速為零時(shí),長(zhǎng)術(shù)板的速度為1.3m/s

B. 小物塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止時(shí),速度為2m/s

C. 長(zhǎng)木板的最短長(zhǎng)度為6m

D. 當(dāng)小物塊與長(zhǎng)木板一起運(yùn)動(dòng)時(shí),小物塊不受摩擦力作用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】20154月,科學(xué)家通過(guò)歐航局天文望遠(yuǎn)鏡在一個(gè)河外星系中,發(fā)現(xiàn)了一對(duì)相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng),如圖所示。若圖中雙黑洞的質(zhì)量分別為M1M2,它們以?xún)烧哌B線(xiàn)上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列選項(xiàng)正確的是

A. 雙黑洞的角速度之比ω1 ω2M2 M1

B. 雙黑洞的線(xiàn)速度之比v1 v2M1 M2

C. 雙黑洞的軌道半徑之比r1 r2M2 M1

D. 雙黑洞的向心加速度之比a1 a2M1 M2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A. 根據(jù)玻爾理論,一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子向n=2的激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)能輻射出6種頻率的光

B. 天然放射性元素(釷)共經(jīng)歷4α衰變和6β衰變變成 (鉛)

C. 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),光電子來(lái)源于原子核外部

D. 核衰變時(shí)放出的射線(xiàn)都是由帶電粒子所組成的

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R,C1C2是半徑都為a的兩圓形磁場(chǎng)區(qū)域,其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外,區(qū)域C1中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B1bkt(k0)變化,C2中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2,一質(zhì)量為m 、電阻為r、長(zhǎng)度為L的金屬桿AB穿過(guò)區(qū)域C2的圓心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,并恰能保持靜止.則(  )

A. 通過(guò)金屬桿的電流大小為

B. 通過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)閺?/span>BA

C. 定值電阻的阻值為R

D. 整個(gè)電路的熱功率P

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在水平面內(nèi),有三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c分別位于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,已知ab=6 m,ac=8 m.在t1=0時(shí)刻a、b同時(shí)開(kāi)始振動(dòng),振動(dòng)圖像均如圖乙所示,所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播,在t2=4 s時(shí)c點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng),則_______

A. 該機(jī)械波的傳播速度大小為2 m/s

B. c點(diǎn)的振動(dòng)頻率先是與a點(diǎn)相同,兩列波相遇后c點(diǎn)的振動(dòng)頻率增大

C. 該列波的波長(zhǎng)是2 m

D. 兩列波相遇后,c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)

E. 兩列波相遇后,c點(diǎn)振動(dòng)減弱

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