【題目】如圖所示,相距d=13.2m的兩條水平虛線之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化情況如圖所示,正方形單匝閉合線圈ABCD邊長(zhǎng)為L=2 m,電阻為R=10Ω,在t =0時(shí)刻將線圈在磁場(chǎng)上方高h=5m處?kù)o止釋放,線圈恰好勻速進(jìn)入磁場(chǎng),然后在t1(未知)時(shí)刻線圈AB邊以速度v=16m/s離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈一直在豎直平面內(nèi),且空氣阻力不計(jì),取重力加速度g=10m/s2,(,本題計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)求:
(1)線圈的質(zhì)量m;
(2)線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q;
【答案】(1)0.10kg(2)7.44J
【解析】
(1)線圈是勻速進(jìn)入磁場(chǎng),受到的向上的安培力和向下的重力平衡,從而求解線圈的質(zhì)量;(2)分三個(gè)階段討論線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的情況,根據(jù)能量守恒定律求解產(chǎn)生的熱量.
(1)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)前作自由落體運(yùn)動(dòng),設(shè)CD邊到磁場(chǎng)上邊界時(shí)速度為v1
則,
v1=10m/s
對(duì)應(yīng)落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
線圈勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中經(jīng)歷的時(shí)間為
由于線圈是勻速進(jìn)入磁場(chǎng),所以滿足
根據(jù):
代入數(shù)據(jù)得m=0.10kg
(2)由于進(jìn)入過(guò)程為勻速,所以由能量守恒可得:,則
根據(jù)上面可得,線圈在1.2s剛好完全進(jìn)入磁場(chǎng),并在磁場(chǎng)中以速度為v1,加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)CD邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊界時(shí)速度為v2,此過(guò)程中,滿足:
得:
所以CD邊從磁場(chǎng)上邊界到小邊界對(duì)應(yīng)的時(shí)間為:
即線圈CD邊在2.0s時(shí)剛好到磁場(chǎng)的下邊界。
在此過(guò)程中,線圈中產(chǎn)生感生電流,產(chǎn)生的焦耳熱
其中:
代入數(shù)據(jù)得:
線圈離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,根據(jù)能量守恒:
代入數(shù)據(jù)得:
綜上得,線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的物體放在光滑水平地面上,在受到與水平方向成α角的恒力F作用下,從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t內(nèi),F對(duì)物體所做的功為WF。下列僅單獨(dú)改變某一物理量(設(shè)該物理量改變后物體仍在水平面上運(yùn)動(dòng)),可使恒力所做的功為2WF的是( )
A. 使恒力的大小增大為2F
B. 使物體質(zhì)量增大為M/2
C. 做功時(shí)間增長(zhǎng)為2t
D. α從60°變?yōu)?/span>0°
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為400 kg的賽車(chē)在平直賽道上以恒定功率加速,受到的阻力不變,其加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示,則賽車(chē)在加速的過(guò)程中( )
A. 速度隨時(shí)間均勻增大
B. 加速度隨時(shí)間均勻增大
C. 輸出功率為160 kW
D. 所受阻力大小為1 60 N
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?/span>9.80m/s2,所用重物的質(zhì)量為 1.00kg.若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量,測(cè)得連續(xù)三點(diǎn) A、B、C 到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖所示,已知電源頻率 50 赫茲,那么:
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn) B 時(shí),物體的速度vB=_____m/s;
(2)從起點(diǎn) O 到打下計(jì)數(shù)點(diǎn) B 的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是△Ep=_____,此過(guò)程中物 體動(dòng)能的增加量△Ek=_____.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】長(zhǎng)度L=0.50m的輕桿OA,A端有一質(zhì)量m=3.0kg的小球,如圖所示,小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球的速率為2m/s(g取10m/s2),則此時(shí)細(xì)桿OA受到( 。
A. 6N的拉力
B. 6N的壓力
C. 當(dāng)小球到達(dá)最低端的時(shí)候,OA只能受到拉力的作用
D. 當(dāng)小球到達(dá)最低端的時(shí)候,OA受到拉力還是壓力,要看小球的速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,P為橋墩,A為靠近橋墩浮出水面的葉片,波源S連續(xù)振動(dòng),形成水波,此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)。為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng),可用的方法是 ( )
A. 增加波源距橋墩的距離
B. 減小波源距橋墩的距離
C. 提高波源的振動(dòng)頻率
D. 降低波源的振動(dòng)頻率
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】有一種“套環(huán)”游戲:把一金屬小環(huán)平拋出去,環(huán)落地時(shí)套住擺放在地上的獎(jiǎng)品,游戲者就可以獲得這個(gè)獎(jiǎng)品。一次拋環(huán)的軌跡如圖所示,要想下一次套中獎(jiǎng)品,游戲者該如何調(diào)整(不計(jì)空氣阻力)
A. 不改變拋出點(diǎn)的高度,適當(dāng)增大拋出的速度
B. 不改變拋出點(diǎn)的高度,適當(dāng)減小拋出的速度
C. 不改變拋出的速度,適當(dāng)增大拋出點(diǎn)的高度
D. 不改變拋出的速度,適當(dāng)減小拋出點(diǎn)的高度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,斜面ABC下端與光滑的圓弧軌道CDE相切于C,整個(gè)裝置豎直固定,D是最低點(diǎn),圓心角∠DOC=37°,E、B與圓心O等高,圓弧軌道半徑R=0.30m,斜面長(zhǎng)L=1.90m,AB部分光滑,BC部分粗糙。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg的小物塊P從斜面上端A點(diǎn)無(wú)初速下滑,物塊P與斜面BC部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.75。取sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力。求:
(1)物塊第一次通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)物塊第一次通過(guò)D點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大。
(3)物塊最終所處的位置。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】把標(biāo)有“220 V,100 W”的A燈和“220 V,200 W”的B燈串聯(lián)起來(lái),接在電壓恒為220 V的電源兩端,不計(jì)導(dǎo)線電阻及燈泡電阻隨溫度的變化,則下列判斷中正確的是( )
A. 兩燈的電阻之比RA∶RB=2∶1
B. 兩燈的實(shí)際電壓之比UA∶UB=1∶2
C. 兩燈實(shí)際消耗的功率之比PA∶PB=1∶2
D. 在相同時(shí)間內(nèi),兩燈實(shí)際發(fā)熱之比QA∶QB=2∶1
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