【題目】如圖所示,單匝正方形線框abcd質(zhì)量M=0.3 kg、邊長L=0.4 m、總電阻R=2 Ω。一根足夠長的絕緣輕質(zhì)細線跨過兩個輕質(zhì)光滑定滑輪,一端連接正方形線框另一端連接質(zhì)量m=0.2 kg的物體P,線框釋放前細線繃緊。在線框下方有一上下邊界都水平的有界勻強磁場,兩邊界Ⅰ、Ⅱ之間距離h2=2 m,磁場方向水平且垂直紙面向里,F(xiàn)讓線框cd邊距上邊界Ⅰ的高度h1=1 m處由靜止釋放,線框在運動過程中cd邊始終保持水平且與磁場垂直,線框cd邊進入磁場上邊界Ⅰ時剛好做勻速運動,線框ab邊剛進入磁場上邊界Ⅰ時,線框上方的絕緣輕質(zhì)細線突然斷裂,不計空氣阻力,求:

1)線框cd邊從磁場上邊界Ⅰ進入時的速度大小v0

2)勻強磁場的磁感應強度大小B

3)線框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

【答案】v0=2 m/s;B=2.5 T;Q= 1.6 J

【解析】

1)對線框與物體整體由動能定理:Mgh1mgh1M+mv02,代入數(shù)據(jù)解得:v0=2 m/s

2)對物體P根據(jù)平衡條件有:T=mg ,同理對線框abcdT+ILB=Mg,感應電動勢:,電流:感應電流I= 聯(lián)立可得B=2.5 T

3)線框勻速通過上邊界過程中,根據(jù)功能關(guān)系有:Q1=ILB·L=0.4 J,線框ab進入磁場開始到cd邊離開磁場過程中由動能定理:Mg(h2-L)= Mv2Mv02 ,解得:v=6 m/s.,線框離開磁場過程中感應電流::I1=,安培力:F1=I1LB=3N,所以:Mg=F1 ,所以線框離開磁場過程中剛好做勻速運動線框離開磁場產(chǎn)生的焦耳熱,根據(jù)功能關(guān)系有:Q2=MgL=1.2 J.所以產(chǎn)生的總熱量:Q=Q1+Q2=1.6 J

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為變壓器工作電路示意圖,其中T為理想變壓器,輸電線電阻可等效為電阻r,燈L1、L2相同且阻值不變,F(xiàn)保持變壓器T的輸入電壓不變,滑片P處于圖中位 置,開關(guān)S斷開,該狀態(tài)下燈L1正常發(fā)光,則下列說法正確的是

A. 僅閉合開關(guān)S,燈L1會變亮

B. 僅閉合開關(guān)S,r消耗的功率會變大

C. 僅將滑片P下移,r消耗的功率會變小

D. 僅將滑片P上移,電流表示數(shù)會變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,U型玻璃細管豎直放置,水平細管與U型玻璃細管底部相連通,各部分細管內(nèi)徑相同.U型管左管上端封有長20cm的理想氣體B,右管上端開口并與大氣相通,此時U型玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平,水銀面距U型玻璃管底部為25cm.水平細管內(nèi)用小活塞封有長度10cm的理想氣體A.已知外界大氣壓強為75cmHg,忽略環(huán)境溫度的變化.現(xiàn)將活塞緩慢向左拉,使氣體B的氣柱長度為25cm,求:

①左右管中水銀面的高度差是多大?

②理想氣體A的氣柱長度為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一豎直放置的氣缸上端開口,氣缸壁內(nèi)有卡口aba、b間距為h,a距缸底的高度為H;活塞只能在a、b間移動,其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m,面積為S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均絕熱,不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài),上、下方氣體壓強均為p0,溫度均為T0,F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體,直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組的同學在學校實驗室中發(fā)現(xiàn)一電學元件,該電學元件上標有最大電流不超過6 mA,最大電壓不超過7 V”,同學們想通過實驗描繪出該電學元件的伏安特性曲線,他們設(shè)計的一部分電路如圖所示,圖中定值電阻R1 kΩ,用于限流;電流表量程為10 mA,內(nèi)阻約為5 Ω;電壓表(未畫出)量程為10 V,內(nèi)阻約為10 kΩ;電源電動勢E12 V,內(nèi)阻不計,滑動變阻器阻值020 Ω,額定電流1 A。正確接線后,測得的數(shù)據(jù)如下表:

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U/V

0.00

3.00

6.00

6.16

6.28

6.32

6.36

6.38

6.39

6.40

I/mA

0.00

0.00

0.00

0.06

0.50

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

(1)由以上數(shù)據(jù)分析可知,電壓表并聯(lián)在M________之間(OP”)。

(2)將電路圖在虛線框中補充完整_________。

(3)從表中數(shù)據(jù)可知,該電學元件的電阻特點是:________________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播,兩波源分別位于x=-0.2mx=1.2m處,兩列波的速度均為v=0.4m/s,兩波源的振幅均為A=2cm,圖示為t=0時刻兩列波的圖像(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置處于x=0.2mx=0.8mP、Q兩質(zhì)點剛開始振動,質(zhì)點M的平衡位置處于x=0.5m處,關(guān)于各質(zhì)點運動情況判斷正確的是

A. 兩列波相遇后不能發(fā)生干涉

B. t=1s時刻,質(zhì)點M的位移為-4cm

C. t=1s后,平衡位置處于x=0.6m的質(zhì)點位移始終為0

D. t=0.75s時刻,質(zhì)點P、Q都運動到M

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【題目】下列說法中正確的是________

A. 溫度越高,分子的無規(guī)則熱運動越劇烈

B. 物體的溫度越高,所有分子的動能都一定越大

C. 分子間的引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小

D. 一定質(zhì)量的理想氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高

E. 如果物體從外界吸收了熱量,則物體的內(nèi)能一定增加

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為兩電源的圖象,則下列說法正確的是

A. 電源①的電動勢和內(nèi)阻均比電源②小

B. 當外接相同的電阻時,兩電源的輸出功率可能相等

C. 當外接同樣的電阻時,兩電源的效率可能相等

D. 不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

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【題目】一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核,衰變方程為.下列說法正確的是(

A. 衰變后釷核的動能等于粒子的動能

B. 衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小

C. 鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間

D. 衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量

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