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如圖所示，間距為2l的兩條水平虛線之間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度為B．一質量為m、電阻為R的單匝正方形閉合導體線框abcd，從磁場上方某一高度處自由下落，cd邊恰好垂直于磁場方向勻速進入磁場．已知線框邊長為l，線框平面保持在豎直平面內且cd邊始終與水平的磁場邊界平行，重力加速度為g，不考慮空氣阻力．求：

（1）線框開始下落時，cd邊到磁場上邊界的高度；

（2）若線框ab邊剛離開磁場區(qū)域時的速度與cd邊剛進入磁場區(qū)域時的速度相等，則從cd邊剛離開磁場區(qū)域到ab邊離開磁場區(qū)域的過程中，線框中所產生的焦耳熱．


考點：  導體切割磁感線時的感應電動勢；焦耳定律．

專題：  電磁感應與電路結合．

分析：  （1）線框進入磁場后做勻速運動，根據安培力和重力平衡求出進入磁場的速度，結合速度位移公式求出下落的高度．

（2）在線框進入磁場的過程中運用能量轉化和守恒定律求熱量Q．

解答：  解：（1）在線框以v進入磁場時做勻速運動，受力平衡，即：F安=mg…①

又 F安=BIL…②

而I=…③

  E=BLv…④

又據機械能守恒定律得：mgh=…⑤

聯解上四式得：h=…⑥

（2）因為線框ab邊剛離開磁場區(qū)域時的速度與cd邊剛進入磁場區(qū)域時的速度相等，動能不變，則線框的重力勢能轉化為內能

所以線框中所產生的焦耳熱為Q=mg•3l=3mgl．

答：

（1）線框開始下落時，cd邊到磁場上邊界的高度是；

（2）線框中所產生的焦耳熱為3mgl．

點評：  本題考查了電磁感應與力學和電學的綜合，難度中等，電磁感應是2015屆高考的重點和熱點問題，需加強訓練．


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


下列各圖中，彈性勢能增加的是（）

    A． 如圖（甲），撐桿跳高的運動員上升過程中，桿的彈性勢能

    B． 如圖（乙），人拉長彈簧過程中，彈簧的彈性勢能

    C． 如圖（丙），模型飛機用橡皮筋發(fā)射出去的過程中，橡皮筋的彈性勢能

    D． 如圖（丁），小球被彈簧向上彈起的過程中，彈簧的彈性勢能

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科目：高中物理 來源： 題型：


某興趣小組在做“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，通過粗測電阻絲的電阻約為5Ω，為了使測量結果盡量準確，從實驗室找出以下供選擇的器材：

A．電池組（3V，內阻約1Ω）

B．電流表A1（0～3A，內阻0.012 5Ω）

C．電流表A2（0～0.6A，內阻約0.125Ω）

D．電壓表V1（0～3V，內阻4kΩ）

E．電壓表V2（0～15V，內阻15kΩ

F．滑動變阻器R1（0～20Ω，允許最大電流1A）

G．滑動變阻器R2（0～2 000Ω，允許最大電流0.3A）

H．開關、導線若干

（1）上述器材中，電流表應選C，電壓表應選D，滑動變阻器應選F（填寫器材前的字母）．

（2）測電阻時，電流表、電壓表、待測電阻Rx在組成測量電路時，應采用電流表外接法，將設計的電路圖畫在圖1虛線框內．

（3）若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數如圖2，則讀為  mm．

（4）若用L表示金屬絲的長度，d表示直徑，測得電阻為R，請寫出計算金屬絲電阻率的表達式ρ=．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖a，軌道固定在豎直平面內，水平段的DE光滑、EF粗糙，EF段有一豎直擋板，ABCD光滑并與水平段平滑連接，ABC是以O為圓心的圓弧，B為圓弧最高點．物塊P2靜止于E處，物塊P1從D點開始水平向右運動并與P2發(fā)生碰撞，且碰撞時間極短．

已知：P1的質量m1=0.5kg，碰撞前后的位移圖象如圖b；P2的質量m2=1.8kg，與EF軌道之間的動摩擦因數μ=，與擋板碰撞時無機械能損失；圓弧半徑為R=m； P1、P2可視為質點且運動緊貼軌道；取g=10m/s2．

（1）求P2被碰后獲得的速度大小

（2）P1經過B時受到的支持力大小

（3）用L表示擋板與E的水平距離．若P2最終停在了EF段距離E為X的某處，試通過分析與計算，在圖c中作出X﹣L圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率沿順時針方向運轉．現將一個物體輕輕放在傳送帶底端，物體第一階段被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段勻速運動到傳送帶頂端．則下列說法中正確的是（）

    A． 第一階段和第二階段摩擦力對物體都做負功

    B． 第一階段摩擦力對物體做的功大于物體機械能的增加量

    C． 第二階段摩擦力對物體做的功等于第二階段物體機械能的增加量

    D． 第一階段摩擦力與物體和傳送帶間的相對位移的乘積在數值上等于系統產生的內能

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一豎直方向的電場線上有A、B兩點，若將帶正電物體在A點從靜止釋放，沿豎直方向下落，經過B點時速度為零，則這一過程中（）

    A． 物體的電場力做正功

    B． 電場方向由A指B

    C． 物體的運動不可能是勻加速運動

    D． 物體重力做功大于克服電場力所做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：


小明用伏安法測2B鉛筆芯的電阻值．

①圖1是部分連接好的實物電路圖，請用電流表外接法完成接線并在圖甲中畫出．

②小明用電流表內接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數據描到U﹣I圖2，如圖所示．在圖中，用   （填“○”或“×”）表示的數據點能較準確地測出2B鉛筆芯的電阻，請根據這些數據點，在圖2上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為     Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略，下列說法中正確的是

A.合上開關K接通電路時，A2始終比A1亮

B.合上開關K接通電路時，A1先亮，A2后亮，最后一樣亮

C.斷開開關K切斷電路時，A2先熄滅，A1過一會兒才熄滅

D.斷開開關K切斷電路時，A1和A2都要過一會兒才熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，振子以O點為平衡位置在A、B間做簡諧運動，從振子第一次到達P點開始計時，則(　　)

A．振子第二次到達P點的時間間隔為一個周期      

B．振子第三次到達P點的時間間隔為一個周期

C．振子第四次到達P點的時間間隔為一個周期   

D．振子從A點到B點或從B點到A點的時間間隔為一個周期

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