【題目】如圖所示,水平的平行虛線間距為d,其間有磁感應強度為B的勻強磁場。一個長方形線圈的邊長分別為L1、L2,且L2<d,線圈質量m,電阻為R,F(xiàn)將線圈由靜止釋放,測得當線圈的下邊緣到磁場上邊緣的距離為h時,其下邊緣剛進入磁場和下邊緣剛穿出磁場時的速度恰好相等。求:
(1)線圈剛進入磁場時的感應電流的大。
(2)線圈從下邊緣剛進磁場到下邊緣剛出磁場(圖中兩虛線框所示位置)的過程做何種運動,求出該過程最小速度v;
(3)線圈進出磁場的全過程中產(chǎn)生的總焦耳熱Q總。
【答案】(1) (2) (3)2mgd
【解析】⑴,,
,
⑵3位置時線圈速度最小,而3到4線圈是自由落體運動因此有,得
(3)由于線圈完全處于磁場中時不產(chǎn)生電熱,線圈進入磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q就是線圈從圖中2位置到4位置產(chǎn)生的電熱,而2、4位置動能相同。
由能量守恒
由對稱性可知:
本題考查電磁感應定律與力學的綜合應用問題,線圈進入磁場區(qū)之前先根據(jù)線圈自由下落求出進入磁場的初速度,再利用感應電動勢計算公式計算感應電流;再根據(jù)自由落體中的速度關系計算出最小速度;根據(jù)能量的觀點可計算出整個過程產(chǎn)生的焦耳熱;
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【題目】如圖所示,兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點,且與紙面垂直,導線中通有大小相等、方向相反的電流。A、O、B在M、N的連線上,O為MN的中點,C、D位于MN的中垂線上,且A、B、C、D到O點的距離均相等。關于以上幾點處的磁場,下列說法錯誤的是( )
A. O點處的磁感應強度為0
B. A、B兩點處的磁感應強度大小相等、方向相反
C. C、D兩點處的磁感應強度大小相等、方向相同
D. A、C兩點處的磁感應強度的方向不同
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【題目】(1)在做“探究平拋運動”的實驗時,讓小球多次從同一高度釋放沿同一軌道運動,通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡.為了能較準確地描繪運動軌跡.下面列出了一些操作要求,將正確的選項前面的字母填在橫線上________.
A.調(diào)節(jié)斜槽的末端保持水平 |
B.每次釋放小球的位置必須不同 |
C.每次必須由靜止釋放小球 |
D.記錄小球位置用的凹槽每次必須嚴格地等距離下降 |
E.小球運動時不應與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
F.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線
(2)未來在一個未知星球上用如圖甲所示裝置研究平拋運動的規(guī)律.懸點O正下方P點處有水平放置的熾熱電熱絲,當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷,小球由于慣性向前飛出做平拋運動.現(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼照相機連續(xù)拍攝.在有坐標紙的背景屏前,拍下了小球在做平拋運動過程中的多張照片,經(jīng)合成后,照片如圖乙所示.a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置,已知照相機連續(xù)拍照的時間間隔是0.10 s,照片大小如圖中坐標所示,又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為1:4,則:
①由以上信息,可知a點________(選填“是”或“不是”)小球的拋出點;
②由以上及圖信息,可以推算出該星球表面的重力加速度為________m/s2;
③由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是________ m/s;
④由以上及圖信息可以算出小球在b點時的速度是________ m/s.
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【題目】所受重力G1=8N的砝碼懸掛在繩PA和PB的結點上.PA偏離豎直方向37°角,PB在水平方向,且連在所受重力為G2=100N的木塊上,木塊靜止于傾角為37°的斜面上,如圖所示,試求:木塊與斜面間的彈力與摩擦力的大。
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【題目】如圖所示,某小型發(fā)電站的發(fā)電機輸出交流電壓為500 V,輸出電功率為50 kW,如果用電阻為3 Ω的輸電線向遠處用戶送電,這時用戶獲得的電壓和電功率是多少?假如,要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6%,則發(fā)電站要安裝一個升壓變壓器,到達用戶前再用降壓變壓器變?yōu)?/span>220 V供用戶使用,不考慮變壓器的能量損失,這兩個變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少?
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【題目】在升降機內(nèi),一人站在磅秤上,發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%,則下列判斷可能正確的是(g取10 m/s2)( )
A. 升降機以8 m/s2的加速度加速上升
B. 升降機以2 m/s2的加速度加速下降
C. 升降機以2 m/s2的加速度減速上升
D. 升降機以8 m/s2的加速度減速下降
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【題目】如圖所示,邊長為L的正方形abcd內(nèi)有垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場,一束速率不同的帶正電粒子從左邊界ad中點P垂直射入磁場,速度方向與ad邊夾角θ = 30°,已知粒子質量為m、電荷量為q,粒子間的相互作用和粒子重力不計.則( )
A. 粒子在磁場中運動的最長時間為
B. 粒子在磁場中運動的最短時間為
C. 上邊界ab上有粒子到達的區(qū)域長為(1-)L
D. 下邊界cd上有粒子到達的位置離c點的最短距離為
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【題目】如圖所示,水平細桿上套一細環(huán)A,環(huán)A和球B間用一輕質細繩相連,質量分別為mA、mB(mA>mB),B球受到水平風力作用,細繩與豎直方向的夾角為θ,A環(huán)與B球都保持靜止,則下列說法正確的是( )
A.B球受到的風力大小為mAgsinθ
B.當風力增大時,桿對A環(huán)的支持力不變
C.A環(huán)與水平細桿間的動摩擦因數(shù)為
D.當風力增大時,輕質繩對B球的拉力仍保持不變
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【題目】轉筆(Pen Spinning)是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉動筆的休閑活動,如圖所示。轉筆深受廣大中學生的喜愛,其中也包含了許多的物理知識,假設某轉筆高手能讓筆繞其上的某一點O做勻速圓周運動,下列有關該同學轉筆中涉及到的物理知識的敘述正確的是( )
A. 筆桿上的點離O點越近的,做圓周運動的向心加速度越大
B. 筆桿上的各點做圓周運動的向心力是由重力提供的
C. 若該同學使用中性筆,筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉動做離心運動被甩走
D. 若該同學使用的是金屬筆桿,且考慮地磁場的影響,由于筆桿中不會產(chǎn)生感應電流,因此金屬筆桿兩端一定不會形成電勢差
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