如圖17-12甲所示,由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd的電阻為R,ab=bc=cd=da=l.現(xiàn)將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域,整個過程中ab、cd兩邊始終保持與磁場邊界平行.令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時t=0,電流沿abcda流動的方向為正.

(1)求此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱.

(2)在圖17-12乙中畫出線框中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象.

(3)在圖17-12丙中畫出線框中a、b兩點間電勢差uab隨時間t變化的圖象.

圖17-12

(1)2  (2)見圖甲  (3)見圖乙


解析:

(1)ab或cd切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv,對應(yīng)的感應(yīng)電流為I=,ab邊或cd邊所受的安培力為F=BIl=.

    外力所做的功為W=2F×l=2,由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知,線框勻速拉出過程中所產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)與外力所做的功相等,即Q=W=2.

(2)令I(lǐng)0=,畫出的圖象分為三段,如下圖甲所示.

    t=0—,i=-I0.

    t=—,i=0.

    t=—,i=I0.

(3)令U0=Blv,畫出的圖象分為三段,如下圖乙所示.

    t=0—,uab=,

    t=—,uab=×R=-Blv=-U0,

    t=—,uab=.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2012?盧灣區(qū)一模）某班級同學用如圖（a）所示的裝置驗證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系．甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個力傳感器，小車乙上固定一個加速度傳感器（可以測量乙在任意時刻的加速度大�。�，力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長的細線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運動，利用兩個傳感器可以采集記錄同一時刻小車乙受到的拉力和加速度的大�。�
（1）下列關(guān)于實驗裝置和操作的說法中正確的是
BD
BD
（多選）
（A）軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
（B）軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
（C）實驗中，在小車乙向下運動的過程中均可采集數(shù)據(jù)
（D）實驗中，只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù)
（2）四個實驗小組選用的小車乙（含力傳感器）的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg，其中有三個小組已經(jīng)完成了a-F圖象，如圖（b）所示．最后一個小組的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，請在圖（b）中完成該組的a-F圖線；
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6
拉力F（N） 24.5 20.0 17.5 12.0 8.1 4.8
加速度a（m/s2） 16.3 13.3 11.7 8.0 5.4 3.2
（3）在驗證了a和F的關(guān)系后，為了進一步驗證a和m的關(guān)系，可直接利用圖（b）的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖．請寫出具體的做法：
①如何收集數(shù)據(jù)？
在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個交點，記錄下四個交點的縱坐標a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．
在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個交點，記錄下四個交點的縱坐標a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．
；
②為了更直觀地驗證a和m的關(guān)系，建立的坐標系應(yīng)以
加速度a
加速度a
為縱軸：以
質(zhì)量的倒數(shù)
1
m
質(zhì)量的倒數(shù)
1
m
為橫軸．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖17-12甲所示,由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd的電阻為R,ab=bc=cd=da=l.現(xiàn)將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域,整個過程中ab、cd兩邊始終保持與磁場邊界平行.令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時t=0,電流沿abcda流動的方向為正.

(1)求此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱.

(2)在圖17-12乙中畫出線框中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象.

(3)在圖17-12丙中畫出線框中a、b兩點間電勢差uab隨時間t變化的圖象.

圖17-12

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年湖南省“五市十�！备呷谝淮温�(lián)合檢測（12月）物理試卷（解析版） 題型：實驗題

某班級同學用如圖（a）所示的裝置驗證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系。

甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個力傳感器，小車乙上固定一個加速度傳感器（可以測量乙在任意時刻的加速度大�。鞲衅骱托≤囈抑g用一根不可伸長的細線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運動，利用兩個傳感器可以采集記錄同一時刻小車乙受到的拉力和加速度的大小。

（1）下列關(guān)于實驗裝置和操作的說法中正確的是（      ）（多選）

（A）軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力

（B）軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力

（C）實驗中，在小車乙向下運動的過程中均可采集數(shù)據(jù)

（D）實驗中，只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù)

（2）四個實驗小組選用的小車乙（含力傳感器）的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg，其中有三個小組已經(jīng)完成了a-F圖像，如圖（b）所示。最后一個小組的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，請在圖（b）中完成該組的a-F圖線；

實驗次數(shù)

1

2

3

4

5

6

拉力F（N）

24.5

20.0

17.5

12.0

8.1

4.8

加速度a（m/s2）

16.3

13.3

11.7

8.0

5.4

3.2

（3）在驗證了a和F的關(guān)系后，為了進一步驗證a和m的關(guān)系，可直接利用圖（b）的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖。請寫出具體的做法：

①如何收集數(shù)據(jù)？______________________________________________________________；

②為了更直觀地驗證a和m的關(guān)系，建立的坐標系應(yīng)以___________為縱軸：以___________為橫軸。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某班級同學用如圖（a）所示的裝置驗證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系。甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個力傳感器，小車乙上固定一個加速度傳感器（可以測量乙在任意時刻的加速度大�。�，力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長的細線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運動，利用兩個傳感器可以采集記錄同一時刻小車乙受到的拉力和加速度的大小。

（1）下列關(guān)于實驗裝置和操作的說法中正確的是（      ）（多選）

（A）軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力

（B）軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力

（C）實驗中，在小車乙向下運動的過程中均可采集數(shù)據(jù)

（D）實驗中，只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù)

（2）四個實驗小組選用的小車乙（含力傳感器）的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg，其中有三個小組已經(jīng)完成了a-F圖像，如圖（b）所示。最后一個小組的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，請在圖（b）中完成該組的a-F圖線；

實驗次數(shù)

1

2

3

4

5

6

拉力F（N）

24.5

20.0

17.5

12.0

8.1

4.8

加速度a（m/s2）

16.3

13.3

11.7

8.0

5.4

3.2

（3）在驗證了a和F的關(guān)系后，為了進一步驗證a和m的關(guān)系，可直接利用圖（b）的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖。請寫出具體的做法：

①如何收集數(shù)據(jù)？______________________________________________________________；

②為了更直觀地驗證a和m的關(guān)系，建立的坐標系應(yīng)以___________為縱軸：以___________為橫軸。

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