2.如圖所示,傾角為θ=37°光滑斜面上,有垂直斜面向上,且上、下水平界面分別為mn、pq的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.正方形導(dǎo)線框abcd邊長為L,導(dǎo)線框的質(zhì)量為m,電阻為R.磁場方向垂直于斜面向里.線框從斜面某處由靜止落下,當(dāng)線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時,線框的加速度方向向下、大小為$\frac{g}{5}$,線框平面始終位于斜面面內(nèi),且上、下兩邊總平行于pq.空氣阻力不計,重力加速度為g.求:
(1)線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時,通過線框?qū)Ь中的電流;
(2)線框靜止時ab邊到磁場上邊界mn的距離.

分析 (1)對線框受力分析,由牛頓第二定律即可求出線框中的電流;
(2)根據(jù)電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律求出ab邊剛進(jìn)磁場速度,再由運(yùn)動學(xué)公式求出線框靜止時ab邊到磁場上邊界mn的距離

解答 解:(1)設(shè)線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時線框?qū)Ь中的電流為I,依據(jù)題意,根據(jù)牛頓第二定律有
mgsinθ-BIL=ma
即:mgsin37°-BIL=m$•\frac{g}{5}$
解得:$I=\frac{2mg}{5BL}$
(2)設(shè)線框ab邊剛進(jìn)入磁場時線框的速度大小為v,導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=BLv
由閉合電路歐姆定律得,$I=\frac{E}{R}$
解得:$v=\frac{2mgR}{5{B}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{2}}$
線框ab邊剛進(jìn)入磁場前做初速度為0的勻加速運(yùn)動,加速度大小$a′=gsinθ=\frac{3}{5}g$
由運(yùn)動學(xué)公式可知:線框靜止時ab邊的位置到磁場上邊界mn的距離
$x′=\frac{{v}_{\;}^{2}}{2a′}=\frac{2{m}_{\;}^{2}g{R}_{\;}^{2}}{15{B}_{\;}^{4}{L}_{\;}^{4}}$
答:(1)線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時,通過線框?qū)Ь中的電流$\frac{2mg}{5BL}$;
(2)線框靜止時ab邊到磁場上邊界mn的距離$\frac{2{m}_{\;}^{2}g{R}_{\;}^{2}}{15{B}_{\;}^{4}{L}_{\;}^{4}}$

點(diǎn)評 本題考查了電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律以及牛頓第二定律等知識點(diǎn),關(guān)鍵是分析線框的受力以及運(yùn)動情況,熟練應(yīng)用基本規(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:選擇題

12.下列說法中,正確的是( 。
A.點(diǎn)電荷就是體積很小的帶電體
B.點(diǎn)電荷是理想化模型,實際上不存在
C.點(diǎn)電荷就是體積和帶電荷量都很小的帶電體
D.根據(jù)公式F=k$\frac{{Q}_{1}{Q}_{2}}{{r}^{2}}$,當(dāng)r→0時,F(xiàn)→∞

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

13.如圖所示,一彎曲的細(xì)圓桿固定在水平面內(nèi),其中桿的AB段為半徑R=0.3m的$\frac{1}{6}$圓弧形,桿的MA、BN部分筆直,一質(zhì)量為m=0.3kg的圓環(huán)(內(nèi)徑略大于桿的直徑)套在桿上、以速度v0=2m/s沿桿從M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動,已知圓環(huán)與桿的MB段摩擦可略,g取10m/s2
(1)求圓環(huán)對AB段的壓力大小FN
(2)如果圓環(huán)與BN段的摩擦因數(shù)為μ=0.4,求圓環(huán)在BN段滑行的最大距離l.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

10.如圖,匝數(shù)為n=100匝,面積S=0.5m2的矩形閉合導(dǎo)線框處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=$\frac{\sqrt{2}}{10π}$T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動.線框電阻不計,電流輸出端與接線柱a、b連接,如圖所示,b與理想變壓器原線圈之間的熔斷器的熔斷電流的有效值為10A,閉合開關(guān),副線圈接入一只“220V,40W”燈泡正常發(fā)光.求:
(1)線圈中感應(yīng)電動勢的最大值;
(2)原副線圈的匝數(shù)比;
(3)在副線圈中并聯(lián)接入“220V,40W”的燈泡,要求所有燈泡均正常發(fā)光,最多可以接入多少只燈泡?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

17.在遠(yuǎn)距離輸電時,要盡量考慮減少電線上的功率損失,有一個電站,輸送的電功率為P=500kW,當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時,測得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800kW•h.求:
(1)輸電效率η和輸電線的總電阻r;
(2)若想使輸電效率提高到96%,又不改變輸電線,那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.關(guān)于電磁波,下列說法正確的有( 。
A.電磁波的傳播需要介質(zhì)
B.各種顏色的可見光都是電磁波
C.電磁波在真空中的傳播速度大小都相等
D.頻率越高的電磁波,在真空中傳播速度越大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.飛機(jī)在平直的跑道上由靜止開始運(yùn)動,第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移分別是4m、8m、12m,那么( 。
A.飛機(jī)做勻加速直線運(yùn)動B.飛機(jī)做變加速直線運(yùn)動
C.飛機(jī)的加速度試4m/s2D.3s內(nèi)的平均速度是8m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗如圖甲所示,當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時,橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3 次…實驗時,使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致.每次實驗中小車獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出.

(1)本實驗需要平衡小車在平板上運(yùn)動時所受的摩擦力,其原因是AB
A.確保橡皮筋對小車所做的功等于外力對小車所做的總功
B.確保橡皮筋恢復(fù)原長后小車的運(yùn)動為勻速運(yùn)動,以利于求小車速度
C.為了使小車獲得較大的動能
D.為了增大橡皮筋對小車的彈力
(2)圖乙是在正確操作情況下打出的一條紙帶,從中截取了測量物體最大速度所用的一部分,已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時間間隔為0.02s,則小車獲得的最大速度vm=1.22m/s(保留3位有效數(shù)字)
(3)幾名同學(xué)在實驗中分別得到了若干組橡皮筋對小車做的功W與小車獲得最大速度vm的數(shù)據(jù),并利用數(shù)據(jù)繪出了圖中給出的四個圖象,你認(rèn)為其中正確的是D.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,質(zhì)量為m的球置于斜面上,被一個豎直擋板擋。F(xiàn)用一個恒力F拉斜面,使斜面在水平面上向右做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動,忽略一切摩擦,以下說法中正確的是(  )
A.豎直擋板對球的彈力可能為零
B.斜面對球的彈力可能為零
C.斜面對球的彈力大小與加速度大小無關(guān)
D.斜面、擋板對球的彈力與球的重力三者的合力等于ma

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同步練習(xí)冊答案