如圖甲所示,光滑絕緣水平面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線MN為左邊界,磁場(chǎng)的方向豎直向下。MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg,bc邊長(zhǎng)L1=0.2m,總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd。t=0s時(shí),用一恒定拉力F拉線圈,使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過1s,線圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN,此時(shí)立即將拉力F改為變力,又經(jīng)過1s,線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。求:

(1)線圈bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1和線圈在第1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x;

(2)線圈ab邊的長(zhǎng)度L2;

(3)ad邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),拉力的功率。

 

【答案】

(1)0.5m/s  0.25m(2)1m(3)0.33W

【解析】

試題分析:(1)時(shí),線圈bc邊進(jìn)入磁場(chǎng),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),  

感應(yīng)電流,                                    

解得,                                          

                                            

(2)線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流,由乙圖可知,電流隨時(shí)間均勻增加,

故線圈在磁場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng),                           

時(shí),線圈速度為,感應(yīng)電流,   

解得,                                      

                              

(3)線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度,        

ad邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)拉力為F,,          

拉力的功率                                     

解得P=0.33W           

考點(diǎn):電磁感應(yīng)綜合

點(diǎn)評(píng):此題關(guān)鍵是由電流隨時(shí)間變化規(guī)律的出,導(dǎo)體勻加速切割磁感線,由電磁感應(yīng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣斜面AB,高h(yuǎn)=0.1m,底端B與一塊質(zhì)量為M=2kg的均勻、水平放置的絕緣平板光滑連接,平板長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m,其距B端0.6m處C固定在高為R=0.5m的豎直支架上,支架的下端與垂直于紙面的固定轉(zhuǎn)軸O連接,平板可繞轉(zhuǎn)軸O沿順時(shí)針方向翻轉(zhuǎn),在支架正上方有一個(gè)水平向右的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)E.在斜面頂端A放置帶正電q=1×10-5C的很小的物體,質(zhì)量為m,使其由靜止滑下,沿平板進(jìn)入電場(chǎng),能滑過D點(diǎn),并從D點(diǎn)飛出到水平地面上,設(shè)物體從D點(diǎn)飛出的水平距離為x,如圖乙是x2與E圖象,重力加速度g取10m/s2.問:

(1)圖乙中物體的質(zhì)量m為多大?物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是多大?
(2)為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點(diǎn),且平板不翻轉(zhuǎn),求物體的質(zhì)量的取值范圍?
(3)為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點(diǎn),且平板不翻轉(zhuǎn),求水平勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大小范圍?
(4)平板出現(xiàn)漏電是常有的事情(漏電不影響電場(chǎng)分布),假設(shè)圖乙中物體m的帶電減少量△q隨在平板上滑過的長(zhǎng)度成正比,即△q=ks(k=5×10-6C/m),為保證物體滑到D點(diǎn)并且飛出的水平距離為1m,求此時(shí)勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大;請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出平板漏電情況下的x2與E圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣水平面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線MN為左邊界,磁場(chǎng)的方向豎直向下.MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg,bc邊長(zhǎng)L1=0.2m,總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd.t=0s時(shí),用一恒定拉力F拉線圈,使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過1s,線圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN,此時(shí)立即將拉力F改為變力,又經(jīng)過1s,線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.求:
(1)線圈bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1和線圈在第1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x;
(2)線圈ab邊的長(zhǎng)度L2
(3)ad邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),拉力的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?崇明縣二模)如圖甲所示,光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S,ad邊長(zhǎng)度為L(zhǎng),其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,ab邊長(zhǎng)度與有界磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾认嗟,在t=0時(shí)刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng),在t=T時(shí)刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)且速度為vl,此時(shí)對(duì)線圈施加一沿運(yùn)動(dòng)方向的變力F,使線圈在t=2T時(shí)刻線圈全部離開該磁場(chǎng)區(qū),若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示,整個(gè)圖象關(guān)于t=T軸對(duì)稱.則下列各項(xiàng)正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S,ad邊長(zhǎng)度為L(zhǎng),其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,ab邊長(zhǎng)度與有界磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾认嗟,在t=0時(shí)刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng),在t=T時(shí)刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)且速度為vl,此時(shí)對(duì)線圈施加一沿運(yùn)動(dòng)方向的變力F,使線圈在t=2T時(shí)刻線圈全部離開該磁場(chǎng)區(qū),若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示,整個(gè)圖象關(guān)于t=T軸對(duì)稱.則0-T時(shí)間內(nèi),線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為
 
,從T-2T過程中,變力F做的功為
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑絕緣水平面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線MN為左邊界,MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg,bc邊長(zhǎng)L1=0.2m,電阻R=2Ω的矩形線圈abcd.t=0時(shí),用一恒定拉力F拉線圈,使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間1s,線圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN,此時(shí)立即將拉力F改為變力,又經(jīng)過1s,線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.
(1)求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1和線圈在第ls內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x;
(2)寫出第2s內(nèi)變力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式;
(3)求出線圈ab邊的長(zhǎng)度L2
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