8.一正方形金屬線框位于有界勻強磁場區(qū)域內(nèi),線框平面與磁場垂直,線框的右邊緊貼著磁場邊界,如圖甲所示.t=0時刻對線框施加一水平向右的外力F,讓線框從靜止開始做勻加速直線運動穿過磁場,外力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示.已知線框質(zhì)量m=1kg、電阻R=1Ω,以下說法正確的是( 。
A.線框做勻加速直線運動的加速度為1 m/s2
B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為2$\sqrt{2}$ T
C.線框穿過磁場的過程中,通過線框的電荷量為$\frac{\sqrt{2}}{2}$ C
D.線框邊長為1 m

分析 當(dāng)t=0時線框的速度為零,沒有感應(yīng)電流,線框不受安培力,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a.
由運動學(xué)公式求出線框剛出磁場時的速度,得到安培力表達式,由牛頓第二定律即可求出B;
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律結(jié)合求解電量.

解答 解:A、t=0時刻,線框的速度為零,線框沒有感應(yīng)電流,不受安培力,加速度為:a=$\frac{F}{m}$=$\frac{1}{1}$=1m/s2,故A正確;
B、線框剛出磁場時的速度為 v=at=1×1m/s=1m/s,此時線框所受的安培力為FA=BIL,I=$\frac{BLv}{R}$,則得 FA=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,根據(jù)牛頓第二定律得 F-FA=ma,
代入得 F-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$=ma,代入數(shù)據(jù) F=3N,m=1kg,R=1Ω,L=0.5m,v=1m/s,a=1m/s2解得,B=2$\sqrt{2}$T,故B正確;
C、電荷量:q=$\overline{I}$△t,電流:$\overline{I}$=$\frac{\overline{E}}{R}$,由法拉第電磁感應(yīng)定律得:$\overline{E}$=$\frac{△Φ\;}{△t}$,則得通過線框的電量:q=$\frac{△Φ\;}{R}$=$\frac{B{L}^{2}}{R}$=$\frac{2\sqrt{2}×0.{5}^{2}}{1}$=$\frac{\sqrt{2}}{2}$C,故C正確.
D、線框的邊長為:L=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}$×1×12=0.5m,故D錯誤;
故選:ABC.

點評 本題的突破口是根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,根據(jù)運動學(xué)公式求出線框的邊長和速度,問題就變得簡單清晰了,再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式等等電磁感應(yīng)常用的規(guī)律解題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.寬為L的光滑金屬框架水平放置(不計框架的電阻),電阻為R的金屬棒ab固定在框架上,并且與框架的兩條邊垂直,與框架左邊組成正方形區(qū)域,整個空間存在如圖乙所示隨時間變化的磁場B(圖中B0,t0為已知量,垂直框架向上的磁場為正方向).
(1)由圖乙求出磁感應(yīng)強度的變化率$\frac{△B}{△t}$為多少
(2)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及流過金屬棒的感應(yīng)電流的大小和方向
(3)若金屬棒沒有固定,用水平拉力使金屬棒靜止,求t0時刻該拉力F的大小和方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.在傾角為θ的固定光滑斜面上有兩個輕彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為m1、m2,彈簧勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A使之向上運動,當(dāng)物塊B剛要離開擋板C時,物塊A運動的距離為d,速度為v,則( 。
A.物塊A的重力勢能增加m1gd
B.物塊B的質(zhì)量滿足m2gsinθ=kd
C.此時物塊A的加速度為$\frac{F-{m}_{1}gsinθ-kd}{{m}_{2}}$
D.此過程中,彈簧的彈性勢能變化了Fd-m1gdsinθ-$\frac{1}{2}$m1v2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,光滑的斜面上垂直紙面放置一根直導(dǎo)體棒,欲使導(dǎo)體棒中的電流垂直紙面向里時導(dǎo)體棒能靜止在斜面上,下列外加勻強磁場的方向可能正確的是( 。
A.水平向右B.水平向左C.平行斜面向上D.垂直斜面向下

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播.已知在t=0時,波傳播到x軸上的B質(zhì)點,在它左邊的A質(zhì)點位于負最大位移處;在t=0.6s時,質(zhì)點A第二次出現(xiàn)在正的最大位移處.
(1)這列簡諧波的周期是0.4s,波速是5m/s
(2)x=2m處B質(zhì)點的振動函數(shù)表達式是y=5sin5πtcm;
(3)t=0.6s時,質(zhì)點D已運動的路程是0.1m.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中:

(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑如圖1所示,則該金屬絲的直徑為0.700mm;
(2)若測得金屬絲的直徑為d,金屬絲的長度為l,電壓表的 讀數(shù)為U,電流表的讀數(shù)為I,則該金屬的電阻率為:ρ=$\frac{πdpxrv1p^{2}U}{4Il}$;
(3)若金屬絲的電阻約幾歐姆,要求在實驗過程中,電壓表的讀數(shù)能從零開始連續(xù)增大,在圖2方框中畫出實驗電路圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490N,他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重,t0至t3時間段(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.輪船船頭垂直河岸橫渡,船相對靜水的速度不變,當(dāng)水速突然變大時,對輪船橫渡經(jīng)過的路程及時間產(chǎn)生的影響是(  )
A.路程增加,時間增加B.路程增加,時間縮短
C.路程增加,時間不變D.路程、時間與水速無關(guān)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示,甲、乙兩個光滑的斜面固定在水平面上,底部通過一段很小的圓弧連接,質(zhì)量分別為2m和m的小球A、B分別在甲、乙斜面上離地面為$\frac{3}{4}$h和h的高度由靜止同時釋放,結(jié)果兩球在乙斜面上離地$\frac{1}{2}$h高度處相碰,碰撞時間極短,碰撞后兩球粘在一起,求:
①碰撞后瞬間兩球的速度大小.
②碰撞過程損失的機械能.

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