(18分)如圖(甲)所示,一邊長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m,電阻為R的金屬方框豎直放置在磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直方框平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨y的化規(guī)律為B=B0+ky,k>0且為恒定常數(shù),同一水平面上磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,F(xiàn)將方框以初速度V0從O點(diǎn)水平拋出,重力加速度為g,不計(jì)阻力。分析:

(1)方框下落過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向沿順時(shí)針還是逆時(shí)針?

(2)通過(guò)計(jì)算確定方框最終運(yùn)動(dòng)的狀態(tài);

(3)若方框下落過(guò)程中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E與下落高度y的關(guān)系如圖(乙)所示,求方框下落H高度時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能。

 


解: (1)方框下落過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電流的沿逆時(shí)針?lè)较颉?2分

(2)因?yàn)榉娇蛑懈鳁l邊的電流相等,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知,線(xiàn)框水平平方向受合力為0,水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)………………………………….2分

設(shè)方框運(yùn)動(dòng)ts ,下落高度h,豎直方向速度為V切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E

       …………………………………1分

                    ………………………………….1分

………………………………….1分

解得:         ………………………………….1分

豎直方向做變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)a=0時(shí)達(dá)到勻速

………………………………….2分

線(xiàn)框最終做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度大小

………………………………….2分

方向與X軸夾角……………………………….1分

(3)由圖向可知,線(xiàn)框下落H高時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)

又能量守恒得:

……………………………….3分

     ……………………………….2分

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖(甲)所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形絕緣金屬線(xiàn)框,平放在光滑的水平桌面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上,金屬線(xiàn)框的一邊ab與磁場(chǎng)的邊界MN重合.在力F作用下金屬線(xiàn)框由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),在5.0s內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出.測(cè)得金屬線(xiàn)框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示.已知金屆線(xiàn)框的總電阻為震=4.0Ω.
(1)試判斷金屬線(xiàn)框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中,線(xiàn)框中的感應(yīng)電流方向;
(2)t=2.0s時(shí),金屬線(xiàn)框的速度和金屬線(xiàn)框受的拉力F;
(3)已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J,那么,金屬框從磁場(chǎng)拉出過(guò)程線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖(甲)所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形金屬線(xiàn)框,平放在光滑的水平桌面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上.t=0s時(shí),金屬線(xiàn)框的一邊ab與磁場(chǎng)的邊界MN重合.在力F作用下金屬線(xiàn)框由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng).測(cè)得金屬線(xiàn)框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示.已知金屬線(xiàn)框的總電阻為R=4.0Ω.
(1)試判斷金屬線(xiàn)框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中,線(xiàn)框中的感應(yīng)電流方向;
(2)t=5.0s時(shí),金屬線(xiàn)框的速度v;
(3)已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J,那么,金屬框從磁場(chǎng)拉出過(guò)程線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
(4)金屬線(xiàn)框即將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)拉力F的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖(甲)所示,一邊長(zhǎng)L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的單匝正方形金屬線(xiàn)框,放在光滑絕緣的水平面上,垂直于水平面的方向上存在著以MN為邊界、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=0.4T.正方形金屬線(xiàn)框的一邊ab與MN重合(位置Ⅰ),在力F作用下由靜止開(kāi)始向右平動(dòng),經(jīng)過(guò)5s線(xiàn)框剛好被完全拉入另一磁場(chǎng)(位置Ⅱ).測(cè)得金屬線(xiàn)框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示,是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn).在金屬線(xiàn)框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的過(guò)程中,
(1)求線(xiàn)框磁通量的變化及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值;
(2)寫(xiě)出水平力F隨時(shí)間t變化的表達(dá)式;
(3)已知在這5s內(nèi)力F做功1.5J,那么在此過(guò)程中,線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源:2012年北京市昌平區(qū)高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

如圖(甲)所示,一邊長(zhǎng)L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的單匝正方形金屬線(xiàn)框,放在光滑絕緣的水平面上,垂直于水平面的方向上存在著以MN為邊界、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=0.4T.正方形金屬線(xiàn)框的一邊ab與MN重合(位置Ⅰ),在力F作用下由靜止開(kāi)始向右平動(dòng),經(jīng)過(guò)5s線(xiàn)框剛好被完全拉入另一磁場(chǎng)(位置Ⅱ).測(cè)得金屬線(xiàn)框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示,是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn).在金屬線(xiàn)框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的過(guò)程中,
(1)求線(xiàn)框磁通量的變化及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值;
(2)寫(xiě)出水平力F隨時(shí)間t變化的表達(dá)式;
(3)已知在這5s內(nèi)力F做功1.5J,那么在此過(guò)程中,線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

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