【題目】如圖所示，在高度差h＝0.5m的平行虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5T，方向垂直于豎直平面向里．正方形線框abcd，其質(zhì)量為m＝0.1kg，邊長為L＝0.5m，電阻為R＝0.5Ω，線框平面與豎直平面平行．線框靜止在位置I時，cd邊與磁場的下邊緣有一段距離，現(xiàn)用一豎直向上的恒力F＝4.0N向上拉動線框，使線框從位置Ⅰ無初速的向上運動，并穿過磁場區(qū)域，最后到達(dá)位置Ⅱ（ab邊剛好出磁場）．線框平面在運動過程中始終在豎直平面內(nèi)，且cd邊保持水平．設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場時，線框恰好開始做勻速運動．求：

(1)線框進(jìn)入磁場前與磁場下邊界的距離H；

(2)線框從位置Ⅰ運動到位置Ⅱ的過程中，恒力F做的功及線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

【答案】（1）（2）

【解析】

（1）在恒力作用下，線圈開始向上做勻加速直線運動，設(shè)線圈的加速度為a，據(jù)牛頓第二定律有：F-mg=ma

解得a=30m/s2

從線圈進(jìn)入磁場開始做勻速運動，速度為v1，則：

cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv1

線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I=E/R

線框所受的安培力為F安=BIL

因線框做勻速運動，則有F=F安+mg

聯(lián)立上述幾式，可解得v1=（FR-mgR）/B2L2=24m/s

由v12=2aH解得H=9.6m

（2）恒力F做的功W=F（H+L+h）=42.4J

從cd邊進(jìn)入磁場到ab邊離開磁場的過程中，拉力所做的功等于線框增加的重力勢能和產(chǎn)生的熱量Q，即

F（L+h）=mg（L+h）+Q

解得：Q=（F-mg）（L+h）=3.0J

或Q=I2Rt=（BLv/R）2R（h/v+L/v）=3.0J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是 a、b 兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則

A. 從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射是 b 光臨界角大

B. 在同種均勻介質(zhì)中，a 光的傳播速度比 b 光的大

C. 照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時，a 光的飽和電流大

D. 若兩光均由氫原子能級躍遷發(fā)生，產(chǎn)生 a 光的能級能量差小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“月亮正加速遠(yuǎn)離地球!后代沒月亮看了。”一項新的研究表明，月球的引力在地球上產(chǎn)生了周期性的潮汐現(xiàn)象，潮汐力耗散地球的自轉(zhuǎn)能量，降低地球的旋轉(zhuǎn)速度，同時也導(dǎo)致月球正在以每年3.8cm的速度遠(yuǎn)離地球。不考慮其他變化，則很多年后與現(xiàn)在相比，下列說法正確的是

A. 月球繞地球做圓周運動的周期將減小

B. 月球繞地球做圓周運動的線速度增大

C. 地球同步定點衛(wèi)星的高度增大

D. 地球同步定點衛(wèi)星的角速度增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)采用如圖 1 所示的裝置進(jìn)行“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗．圖 1是即將啟動打點計時器時的場景，圖 2 是備選的測量器材

(1)除了圖 1 裝置中的器材之外，還必須從圖 2 中選取實驗器材，其名稱是________ ；

(2)指出圖 1 裝置中不合理的地方 __________（一處）；

(3)在實際的測量中，重物減少的重力勢能通常會______ （選填“略大于”、“等于”或“略小于”）增加的動能，這樣產(chǎn)生的誤差屬于 __________（選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）；

(4)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數(shù)點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度v，描繪 v 2 ﹣h 圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒。

請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確并說明原因___________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某種洗衣機(jī)進(jìn)水時，與洗衣缸相連的細(xì)管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量.設(shè)封閉空氣溫度不變，當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位升高，則細(xì)管中被封閉的空氣

A. 單位體積分子數(shù)增大

B. 分子運動的平均動能增加

C. 氣體一直向外界放熱

D. 氣體一直對外界做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，球位于B球的正上方，質(zhì)量相等的兩個小球以相同初速度水平拋出，它們最后落在水平面上同一點，其中只有一個小球帶電，不計空氣阻力，下例判斷正確的是

A. 如果A球帶電，則A球一定帶負(fù)電

B. 如果A球帶電，則A球的電勢能一定增加

C. 如果B球帶電，則B球一定帶負(fù)電

D. 如果B球帶電，則B球的電勢能一定增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時，一個物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實線描述兩物體運動的v-t圖象可能正確的是

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m，電阻率為p，橫截面為A的均勻薄金屬條圍成邊長為x的閉合正方形框abb′a′.如圖所示，金屬方框置于磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行.設(shè)勻強(qiáng)磁場僅存在于兩個相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計，可認(rèn)為方框的a a′邊和b b′邊都處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中.方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平(不計空氣阻力，導(dǎo)體的電阻R=，其中ρ為導(dǎo)體的電阻率，L為導(dǎo)體的長度，S為導(dǎo)體的橫截面.)

(1)請判斷圖2中感應(yīng)電流的方向；

(2)若方框未到底端前速度已達(dá)最大，求方框的最大速度vm；

(3)當(dāng)方框下落的加速度為g時，求方框的發(fā)熱功率P.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一個阻值為R的定值電阻，平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高為h 處由靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處恰好停止。己知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好，則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中（ ）

（重力加速度為g）

A. 金屬棒克服安培力做的功等于金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱

B. 金屬棒克服安培力做的功為mgh

C. 金屬棒產(chǎn)生的電熱為

D. 金屬棒運動的時間為

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同步練習(xí)冊答案