【題目】如圖所示，同一豎直面內的正方形導線框a、b的邊長均為l，電阻均為R，質量分別為3m和m。它們分別系在一跨過兩個定滑輪的絕緣輕繩兩端，在兩導線框之間有一寬度為2l、磁感應強度大小為B、方向垂直豎直面的勻強磁場區(qū)域�，F(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當線框b開始進入磁場時，a、b兩個線框開始做勻速運動，當線框b剛好完全進入磁場時，線框a剛好開始進入磁場。不計摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。求：

(1)系統(tǒng)由靜止釋放時，線框b上邊到磁場下邊界的距離；

(2)從開始到兩線框全部穿過磁場的過程中，共產生的焦耳熱Q。

【答案】(1) ； (2) 8mgl。

【解析】

(1)設兩線框勻速運動的速度為v，此時輕繩上的張力為T，由平衡條件得：

對a有

T=3mg-BIl

對b有

T=mg

又

E=Blv

則

以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得

3mg-mg=4ma

解得

根據(jù)運動學公式可得

v2=2ax

解得

(2)從開始運動到線框a全部進入磁場的過程中，線框a只在勻速進入磁場的過程中產生焦耳熱，設為Q1，由功能關系可得

3mgl-mgl=Q1

所以

Q1=2mgl

從開始到兩線框全部穿過磁場的過程中，共產生的焦耳熱為

Q=4Q1=8mgl

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，R是一個光敏電阻，其阻值隨光照強度的增加而減小。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10︰1，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u1=220sin100πt(V)，則

A. 電壓表的示數(shù)為22V

B. 副線圈中交流電的頻率為50Hz

C. 在天逐漸變黑的過程中，電流表A2的示數(shù)變小

D. 在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強磁場垂直銅環(huán)所在的平面向里，磁感應強度大小為B．導體棒A的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，可繞O勻速轉動，與半徑分別為r1、r2的銅環(huán)有良好接觸。通過電刷把大小銅環(huán)與兩豎直平行正對金屬板P、Q連接成電路。R1、R2是定值電阻，R1=R0，R2=2R0，質量為m、電荷量為Q的帶正電小球通過絕緣細線掛在P、Q兩板間，細線能承受的最大拉力為2mg，已知導體棒與銅環(huán)電阻不計，P、Q兩板間距為d，重力加速度大小為g�，F(xiàn)閉合開關，則（　�。�

A.當小球向右偏時，導體棒A沿逆時針方向轉動

B.當細線與豎直方向夾角為45°時，平行板電容器兩端電壓為

C.當細線與豎直方向夾角為45°時，電路消耗的電功率為

D.當細線恰好斷裂時（此時小球的加速度為零），導體棒A轉動的角速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】自從釣魚島危機以來，我國海監(jiān)漁政船為維護我國領海主權，奉命赴東海釣魚島海域開始對我國漁船執(zhí)行護漁任務。我國的一艘漁船正在勻速行駛，到達A處時，船老大突然發(fā)現(xiàn)后側面不遠處有日本巡邏艦正在向他們靠近，并預計還有40min就會追上漁船，于是立即向在C處海域執(zhí)行任務的我國某海監(jiān)漁政船發(fā)出求援信號，我海監(jiān)執(zhí)法人員立即推算出40min后的漁船位置應在D處，馬上調好航向，沿D直線方向從靜止出發(fā)恰好在40min內到達D處，假設艦體受海水的阻力始終不變，該海監(jiān)船以最大速度勻速航行時輪機輸出的總功率為，艦體質量為7000噸，海監(jiān)船運動的速度—時間圖象如圖所示，求：

(1)海監(jiān)船走的航線CD的長度；

(2)則在第36分鐘時，輪機通過渦輪對海水的推力為多大？方向如何？

(3)艦船前面35分鐘消耗的能量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】滑雪運動深受人民群眾喜愛。如圖，豎直面內有半徑為R的圓弧形滑道AB，一質量為m的滑雪愛好者（可視為質點）從滑道的A點由靜止開始下滑，到達最低點B時對滑道的壓力大小為mg（g為當?shù)氐闹亓铀俣龋�。已知過A點的切線與豎直方向的夾角為30°，滑道各處動摩擦因數(shù)相同，則滑雪好者在沿著AB下滑的過程中（　�。�

A.重力的功率先增加后減小

B.始終處于失重狀態(tài)

C.克服摩擦力做功為

D.受到的摩擦力大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】均質均勻圓環(huán)半徑略大于圓柱體半徑，空間存在垂直于圓柱體表面沿半徑向外的磁場，圓環(huán)所在位置的磁感應強度大小為B。圓環(huán)的質量為m，半徑為r，給環(huán)以豎直向上的初速度v，圓環(huán)上升最大的高度為H，然后落回拋出點，此過程中（　�。�

A.圓環(huán)先有擴張后有收縮趨勢

B.圓環(huán)上升時間比下降時間短

C.圓環(huán)上升過程和下降過程產生的熱量相同

D.圓環(huán)上升過程經(jīng)過位置時的速度有可能大于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是_________

A.如圖甲所示為熱機工作能流分配圖，如果在理想情況下沒有任何漏氣、摩擦、不必要的散熱損失，熱機的效率會達到100%

B.如圖乙所示為分子間的引力和斥力隨分子間距離變化的關系圖，若兩分子間距從r0開始逐漸增大，則分子力先變大后變小，分子勢能逐漸變大

C.如圖丙所示為某理想氣體分子速率分布圖象，由圖可知與0℃相比，100℃時速率大的分子所占比例較多

D.在某樣品薄片上均勻涂上一層石蠟，然后用灼熱的金屬尖接觸樣品的背面，結果得到如圖丁所示石蠟熔化的圖樣，則該樣品一定為非晶體

E.如圖戊所示，透明塑料瓶內有少量水，水上方有水蒸氣。用橡膠皮塞把瓶口塞住，向瓶內打氣，當瓶塞跳出時，瓶內會出現(xiàn)“白霧”，這時由于氣體膨脹對外做功溫度降低造成的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內的軌道，其中ABC為光滑半圓形軌道，半徑為R，CD為水平粗糙軌道，小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，一質量為m的小滑塊（可視為質點）從圓軌道中點B由靜止釋放，滑至D點恰好靜止，CD間距為4R。已知重力加速度為g。

(1)小滑塊到達C點時，圓軌道對小滑塊的支持力大��；

(2)現(xiàn)使小滑塊在D點獲得一初動能，使它向左運動沖上圓軌道，恰好能通過最高點A，求小滑塊在D點獲得的初動能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學在學習電磁感應后，認為電磁阻尼能夠承擔電梯減速時大部分制動的負荷，從而減小傳統(tǒng)制動器的磨損．如圖所示，是該同學設計的電磁阻尼制動器的原理圖．電梯箱與配重質量都為M，通過高強度繩子套在半徑的承重轉盤上，且繩子與轉盤之間不打滑．承重轉盤通過固定轉軸與制動轉盤相連．制動轉盤上固定了半徑為和的內外兩個金屬圈，金屬圈內阻不計．兩金屬圈之間用三根互成的輻向導體棒連接，每根導體棒電阻均為R．制動轉盤放置在一對勵磁線圈之間，勵磁線圈產生垂直于制動轉盤的勻強磁場（磁感應強度為B），磁場區(qū)域限制在輻向角內，如圖陰影區(qū)所示．若電梯箱內放置質量為m的貨物一起以速度v豎直上升，電梯箱離終點（圖中未畫出）高度為h時關閉動力系統(tǒng)，僅開啟電磁制動，一段時間后，電梯箱恰好到達終點．

(1)若在開啟電磁制動瞬間，三根金屬棒的位置剛好在圖所示位置，則此時制動轉盤上的電動勢E為多少？此時a與b之間的電勢差有多大？

(2)若忽略轉盤的質量，且不計其它阻力影響，則在上述制動過程中，制動轉盤產生的熱量是多少？

(3)若要提高制動的效果，試對上述設計做出二處改進．

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