如圖所示，在空中有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域的上下邊緣間距為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。有一長度為L、寬度為b（b<h）、電阻為R、質(zhì)量為m的矩形線圈緊貼磁場區(qū)域的上邊緣從靜止起豎直下落，當(dāng)線圈的下邊穿出磁場時，恰好以速率v勻速運(yùn)動。已知重力加速度為g，求

（1）線圈勻速運(yùn)動的速率v；

（2）穿過磁場區(qū)域過程中，線圈中產(chǎn)生的熱量Q；

（3）線圈穿過磁場區(qū)域所經(jīng)歷的時間t。


解：（1）線圈勻速穿出磁場，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為           （2分）

回路中的電流為                                           （2分）

此時線圈受到豎直向上的安培力                           （1分）

由平衡條件得                                            （1分）

所以                                                   （1分）

（2）線圈穿過磁場區(qū)域過程中，由功能關(guān)系    （3分）

所以                                     （3分）

（3）線圈進(jìn)入磁場過程中，下邊進(jìn)入磁場時線圈的速率為0，上邊進(jìn)入磁場時線圈的速率為v1。當(dāng)其速率為V時，由牛頓運(yùn)動定律

                                              （1分）

又                                                     （1分）

整理，得

求和，得

所以

故                                         （1分）

接著線圈在磁場以g勻加速運(yùn)動，有

                                               （1分）

最后線圈勻速穿出磁場，有

                                                   （1分）

所以                         （1分）


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計G與線圈L連接，如圖所示．己知線圈由a端開始繞至b端：當(dāng)電流從電流計G左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)．將磁鐵N極向下從線圈上方豎直插入L時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)．

（1）在圖中L上畫上幾匝線圈，以便能看清線圈繞向；

（2）當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離L時，指針將指向　　 　　．

（3）當(dāng)條形磁鐵插入線圈中不動時，指針將指向　  　　．（選填“左側(cè)”、“右側(cè)”或“中央”）

 


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科目：高中物理 來源： 題型：


若地球和火星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的周期分別為T1和T2，軌道半徑大小分別為R1和R2，則 

A． B．  C．   D．  

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，光滑的圓弧AB（質(zhì)量可忽略）固定在甲車的左端，其半徑R=１m。質(zhì)量均為M=3 kg的甲、乙兩輛小車靜止于光滑水平面上，兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連（當(dāng)滑塊滑過感應(yīng)開關(guān)時，兩車自動分離）。其中甲車上表面光滑，乙車上表面與滑塊P之間的動摩擦因數(shù)μ=0.4。將質(zhì)量為m=2 kg的滑塊P（可視為質(zhì)點(diǎn)）從Ａ處由靜止釋放，滑塊P滑上乙車后最終未滑離乙車。求：

①滑塊P剛滑上乙車時的速度大小；

②滑塊P在乙車上滑行的距離為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：


某國際研究小組觀測到了一組雙星系統(tǒng)，它們繞二者連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，雙星系統(tǒng)中質(zhì)量較小的星體能“吸食”質(zhì)量較大的星體的表面物質(zhì)，達(dá)到質(zhì)量轉(zhuǎn)移的目的。根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)可知，雙星間的距離在緩慢增大，假設(shè)星體的軌道近似為圓，則在該過程中：

A．雙星做圓周運(yùn)動的角速度不斷減小

B．雙星做圓周運(yùn)動的角速度不斷增大

C．質(zhì)量較大的星體做圓周運(yùn)動的軌道半徑漸小

D．質(zhì)量較大的星體做圓周運(yùn)動的軌道半徑增大

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科目：高中物理 來源： 題型：


某放射性元素經(jīng)過6天后，只剩下1/8沒有衰變，它的半衰期是      天。為估算某水庫的庫容，可取一瓶無毒的該放射性元素的水溶液，測得瓶內(nèi)溶液每分鐘衰變 8×107次�，F(xiàn)將這瓶溶液倒入水庫，8 天后在水庫中取水樣1.0m3（可認(rèn)為溶液己均勻分布），測得水樣每分鐘衰變20次。由此可知水庫中水的體積約為            m3。

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如圖所示，真空中同一平面內(nèi)MN直線上固定電荷量分別為-9Q和+Q的兩個點(diǎn)電荷，兩者相距為L，以+Q電荷為圓心，半徑為畫圓，a、b、c、d是圓周上四點(diǎn)，其中a、b在MN直線上，c、d兩點(diǎn)連線垂直于MN，一電荷量為+q的試探電荷在圓周上運(yùn)動，則下列判斷錯誤的是

A．電荷+q在a處所受到的電場力最大

B．電荷+q在a處的電勢能最大

C．電荷+q在b處的電勢能最大

C．電荷+q在c、d兩處的電勢能相等

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示，為測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，某同學(xué)按電路連好實(shí)驗(yàn)器材并進(jìn)行測量，記錄數(shù)據(jù)如下表：

⑴請?jiān)趫D乙中畫出U–I圖像（寫在答卷頁上相應(yīng)的區(qū)域），并根據(jù)圖線求出電動勢E=   V(保留兩位有效數(shù)字)，內(nèi)電阻r=      Ω(保留一位有效數(shù)字)。

⑵若實(shí)驗(yàn)室沒有合適的電壓表，某同學(xué)用老師提供的多用電表測量電壓，實(shí)驗(yàn)時多用電表黑表筆應(yīng)連接圖甲中的        (填a或b)，某次測量時多用表檔位開關(guān)置于直流電壓2.5Ｖ檔，示數(shù)如圖丙所示，此時電源路端電壓為         Ｖ。

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科目：高中物理 來源： 題型：


靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，并從P點(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)磁場。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強(qiáng)為E、方向如圖所示：離子質(zhì)量為m、電荷量為q；=a、=1．5a，磁場方向垂直紙面向里；離子重力不計。

(1)求加速電場的電壓U；

(2)若離子能最終打在QF上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

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