如圖所示，很長的光滑磁棒豎直固定在水平面上，在它的側(cè)面有均勻向外的輻射狀的磁場。磁棒外套有一個質(zhì)量均勻的圓形線圈，質(zhì)量為m，半徑為R，電阻為r，線圈所在磁場處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。讓線圈從磁棒上端由靜止釋放沿磁棒下落，經(jīng)一段時間與水平面相碰并反彈，線圈反彈速度減小到零后又沿磁棒下落，這樣線圈會不斷地與水平面相碰下去，直到停留在水平面上。已知第一次碰后反彈上升的時間為t1，下落的時間為t2，重力加速度為，不計碰撞過程中能量損失和線圈中電流磁場的影響。求：

（1）線圈第一次下落過程中的最大速度；

（2）線圈從第一次到第二次與水平面相碰的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。


（1）線圈第一次下落過程中有

      ………………………………………………………………………（2分）

………………………………………………………………………………（1分）

………………………………………………………………（2分）

可知線圈做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)時，速度最大，代入求得：

    ……………………………………………………………（2分）

（2）反彈后上升的過程中某一時刻，由牛頓運(yùn)動定律得：

        …………… ………………………（2分）

在一段微小時間內(nèi)，速度增量為，線圈上升高度為

則線圈可上升的最大高度h為：（其中aΔt累積為V,vΔt累積為h）

… ……（2分）

線圈到達(dá)最高點(diǎn)后，下落過程中的某一時刻，由牛頓運(yùn)動定律得：

…………………… ………………（2分）

在一段微小時間內(nèi)，速度增量為，線圈下降高度為

則線圈第二次下降到水平面時的速度為

……（2分）

本過程中線圈中產(chǎn)生的熱量為線圈動能的損失：

……（2分）

化簡得：…… …………（2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：


兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中一根均勻拉長到原來的兩倍，把另一根對折后絞合起來，然后給它們分別加上相同的電壓，則導(dǎo)線某一橫截面上通過相同的電荷量所用的時間之比為（   ）                

　  A．       1：8         B． 8：1      C． 1：16    D． 16：1

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示為一物體作勻變速直線運(yùn)動的速度圖線，下列判斷正確的是（ ）

A． 物體的初速度為3m/s

B． 物體的加速度大小為1.5m/s2

C． 2s末物體位于出發(fā)點(diǎn)

D． 前2秒的加速度與后兩2秒的加速度方向相反

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為M、傾角為的光滑斜面，一質(zhì)量為m的物塊從斜面上由靜止下滑．下面給出的物塊在下滑過程中對斜面壓力大小FN的四個表達(dá)式中，只有一個是正確的，你可能不會求解，但是你可以通過分析，對下列表達(dá)式做出合理的判斷．根據(jù)你的判斷，合理的表達(dá)式應(yīng)為(     )

A．             B．

C．             D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


直角三角形玻璃磚ABC，其中∠A=30°，平放于水平桌面上，如圖為其俯視圖．一束單色光以45°的入射角水平射入其AB面，在AB面折射后又在AC面處發(fā)生一次反射，最后垂直于BC面穿出玻璃磚．求這種玻璃對這束單色光的折射率．

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科目：高中物理 來源： 題型：


兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線，同一方向運(yùn)動，mA=1 kg，mB=2 kg，vA=6 m/s，vB=2 m/s。當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后，兩球A、B速度的可能值是（   ）

A．vA′=5 m/s， vB′=2.5 m/s       B．vA′=2 m/s， vB′=4 m/s

C．vA′=－4 m/s，vB′=7 m/s         D．vA′=7 m/s， vB′=1.5 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：


光滑的水平面上，用彈簧相連的質(zhì)量均為2kg的A、B兩物塊都以6m/s的速度向右運(yùn)動，彈簧處于原長，質(zhì)量為4kg的物塊C靜止在前方，如圖所示。B與C碰撞后二者粘在一起運(yùn)動，在以后的運(yùn)動中，當(dāng)彈簧的彈性勢能達(dá)到最大為         J時，物塊A的速度是       m/s。

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)用打點(diǎn)計時器測量做勻加速直線運(yùn)動的物體的加速度,電源頻率f＝50 Hz.在紙帶上打出的點(diǎn)中,選出零點(diǎn),每隔4個點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如下圖所示，A、B、C、D是依次排列的4個計數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個計數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離；xA＝16.6 mm，xB＝126.5 mm，xD＝624.5 mm.

若無法再做實(shí)驗，可由以上信息推知：(1)相鄰兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為________s；

(2)打C點(diǎn)時物體的速度大小為________m/s(取2位有效數(shù)字)；

(3)物體的加速度大小為________(用SA、SB、SD和f表示)．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之連接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出)；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面．開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度v0.在棒的運(yùn)動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定．導(dǎo)體棒一直在磁場中運(yùn)動．若不計導(dǎo)軌電阻，求此過程中

（1）導(dǎo)體棒運(yùn)動的時間；

（2）導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的平均值；

（3）負(fù)載電阻上消耗的平均功率．

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