【題目】如圖所示,傾角為θ的足夠長的光滑絕緣斜面上存在寬度均為L的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場區(qū)域,磁場的下邊界與電場的上邊界相距為3L,其中電場方向沿斜面向上,磁場方向垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。電荷量為q的帶正電小球(視為質(zhì)點(diǎn))通過長度為L的絕緣輕桿與邊長為L、電阻為R的正方形單匝線框相連,組成總質(zhì)量為m的“”型裝置,置于斜面上,線框下邊與磁場的上邊界重合,F(xiàn)將該裝置由靜止釋放,當(dāng)線框下邊剛離開磁場時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到電場的下邊界時(shí)剛好返回。已知L=1mB=0.8T,q=2.2×10-6C,R=0.1Ω,m=0.8kg,θ=53°,sin53°=0.8g10m/s2。求:

(1)線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大。

(2)電場強(qiáng)度的大。

(3)到最終穩(wěn)定過程中正方形單匝線框中產(chǎn)生的總焦耳熱。

【答案】(1)1m/s;(2) 6×106N/C (3)12.8J

【解析】

(1)設(shè)線框下邊離開磁場時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v0,則

E=BLv0

根據(jù)歐姆定律

安培力

根據(jù)平衡條件有

解得

(2)從線框剛離開磁場區(qū)域到小球剛運(yùn)動(dòng)到電場的下邊界,根據(jù)動(dòng)能定理

可得

E=6×106N/C

(3)設(shè)從線框下邊界第一次進(jìn)入磁場到上邊界第一次離開磁場過程中線框產(chǎn)生的熱量為Q1,對該過程運(yùn)用能量守恒得

經(jīng)足夠時(shí)間后,線框上邊界運(yùn)動(dòng)到磁場下邊界時(shí)速度恰好為零,線框最終不會(huì)再進(jìn)入磁場,即線框之后運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)是線框的上邊與磁場的下邊界重合,不再產(chǎn)生焦耳熱,設(shè)線框從上邊界第一次離開磁場至線框的上邊與磁場下邊界重合的最終狀態(tài)的過程中產(chǎn)生的熱量為Q2,根據(jù)能量守恒有:

Q=Q1+Q2=12.8J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路圖,保持光的顏色和光照強(qiáng)度不變,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片位置或?qū)φ{(diào)電源正負(fù)極,得到電流表的示數(shù)I隨電壓表的示數(shù)U變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是(  )

A.由能量守恒定律可知,光電子的最大初動(dòng)能等于入射光子的能量

B.由歐姆定律可知,電壓表的示數(shù)為零時(shí),電流表的示數(shù)也為零

C.保持光的顏色不變,只增加光照強(qiáng)度時(shí),IU圖像的縱截距會(huì)增大

D.保持光的顏色不變,只增加光照強(qiáng)度時(shí),IU圖像的橫截距Uc會(huì)增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】作為我國核電走向世界的國家名片,華龍一號是當(dāng)前核電市場上接受度最高的三代核電機(jī)型之一,是我國核電創(chuàng)新發(fā)展的重大標(biāo)志性成果,其國內(nèi)外示范工程按期成功的建設(shè),對我國實(shí)現(xiàn)由核電大國向核電強(qiáng)國的跨越具有重要意義。已知發(fā)電站的核能來源于的裂變,現(xiàn)有四種說法

原子核中有92個(gè)質(zhì)子,143個(gè)中子;

的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核,反應(yīng)方程為:;

是天然放射性元素,常溫下它的半衰期約為45億年,升高溫度半衰期縮短;

④一個(gè)裂變能放出200MeV的能量,合3.2×10-11J。

以上說法中完全正確的是(  )

A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,圖中A為鐵架臺(tái),B,C是用細(xì)線連接的兩個(gè)物塊,D為固定在物塊C上的細(xì)遮光條(質(zhì)量可忽略不計(jì)),E為固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)定滑輪,F為光電門,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度為d,用天平分別稱出物塊B、C的質(zhì)量分別為,用跨過定滑輪的細(xì)線連接物塊BC;

②在鐵架臺(tái)上標(biāo)記一位置O,并測得該位置與光電門之間的高度差h;

③將物塊C從位置O由靜止釋放,C加速下降,B加速上升;

④記錄遮光條D通過光電門的時(shí)間t。

依據(jù)以上步驟,回答以下問題:

1)該實(shí)驗(yàn)的研究對象是__________“B”“C”“BC組成的系統(tǒng));

2)從物塊C由靜止釋放到其經(jīng)過光電門的過程中,研究對象的動(dòng)能增加量______,研究對象的重力勢能減少量________(用實(shí)驗(yàn)中測量的量表示,重力加速度為g)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,xOy坐標(biāo)系中,將一負(fù)檢驗(yàn)電荷Qy軸上a點(diǎn)移至x軸上b點(diǎn)時(shí),需克服電場力做功W;若將該檢驗(yàn)電荷從a點(diǎn)移至x軸上的c點(diǎn)時(shí),也需克服電場力做功W。那么關(guān)于此空間的靜電場的說法,錯(cuò)誤的是(  )

A.可能是電場強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場

B.可能是電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場

C.可能是處于第I象限某位置的正點(diǎn)電荷形成的電場

D.可能是處于第象限某位置的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成,如圖所示.超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流Ic,當(dāng)通過限流器的電流>Ic時(shí)將造成超導(dǎo)體失超,即從超導(dǎo)態(tài)(可視為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(可視為定值純電阻),以此便可限制電路系統(tǒng)的故障電流.已知超導(dǎo)部件的正常態(tài)電阻為R1=3Ω,超導(dǎo)臨界電流Ic=1.2A,限流電阻R2=6Ω,小燈泡L上標(biāo)有“6V 6W”,電源電動(dòng)勢E=8V,內(nèi)阻r=2Ω。原來電路正常工作,現(xiàn)L突然發(fā)生短路,則( 。

A.L短路前通過R1的電流為A

B.L短路前通過R2的電流為1A

C.L短路后通過R1的電流為A

D.L短路后通過R2的電流為A

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢為3 V,內(nèi)阻不計(jì),兩個(gè)不計(jì)電阻的金屬圓環(huán)表面光滑,豎直懸掛在等長的細(xì)線上,金屬環(huán)面平行,相距1 m,兩環(huán)分別與電源正負(fù)極相連,F(xiàn)將一質(zhì)量為0.06 kg、電阻為1.5 Ω的導(dǎo)體棒輕放在環(huán)上,導(dǎo)體棒與環(huán)有良好電接觸。兩環(huán)之間有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4 T的勻強(qiáng)磁場。重力加速度g10 m/s2,當(dāng)開關(guān)閉合后,導(dǎo)體棒上滑到某位置靜止不動(dòng),

(1)試求在此位置上棒對每一個(gè)環(huán)的壓力為多少?

(2)若已知環(huán)半徑為0.5 m,此位置與環(huán)底的高度差是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】字宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用,分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),稱之為雙星系統(tǒng)。由恒星A與恒星B組成的雙星系統(tǒng)繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示。已知它們的運(yùn)行周期為T,恒星A的質(zhì)量為M,恒星B的質(zhì)量為3M,引力常量為G,則下列判斷正確的是(

A. 兩顆恒星相距

B. 恒星A與恒星B的向心力之比為31

C. 恒星A與恒星B的線速度之比為13

D. 恒星A與恒星B的軌道半徑之比為1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在頂板和底板相距的電梯里,有一根長度為的細(xì)線懸掛著一個(gè)可看做質(zhì)點(diǎn)的小球,小球與電梯相對靜止一起勻速上升,某時(shí)刻細(xì)線發(fā)生斷裂,重力加速度,則下列說法正確的是(

A.經(jīng)過小球會(huì)和電梯的底板相撞

B.如果電梯的速度足夠大,小球會(huì)與電梯的頂板相撞

C.若電梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度小于,小球會(huì)在相對地面下降的過程中和電梯的底板相撞

D.若電梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度小于,小球會(huì)在相對地面上升的過程中和電梯的底板相撞

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案