質(zhì)量為m、總電阻為R的導(dǎo)線做成邊長(zhǎng)為l的正方形線框MNPQ，并將其放在傾角為θ的平行絕緣導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌的間距也為l，如圖所示。線框與導(dǎo)軌之間是光滑的，在導(dǎo)軌的下端有一寬度為l（即ab=l）、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界aa′、bb′垂直于導(dǎo)軌，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直。某一次，把線框從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，線框恰好能夠勻速地穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g，求：（1）線框通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；（2）開始釋放時(shí)，MN與bb′之間的距離；（3）線框在通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中所生的熱。

 

【答案】

（1）v=mgRsinθ/B2l2（2）（3）Q熱=mg·2lsinθ

【解析】（1）（共4分）線框在磁場(chǎng)區(qū)域做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受力如圖所示：

 

 ∴   F=mgsinθ

 又安培力:         F=BIl            （1分）

 感應(yīng)電流:         I=E/R

 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):        E=Blv           （1分）

 解得勻速運(yùn)動(dòng)的速度: v=mgRsinθ/B2l2（2分）

（2）（共2分）在進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框的加速度a=gsinθ      （1分）

  所以線框進(jìn)入磁場(chǎng)前下滑的距離s= =（1分）

（3）（共2分）過(guò)程中線框沿斜面通過(guò)了2 l的距離，所以：Q熱=mg·2lsinθ

 

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：

如圖所示，用質(zhì)量為m、總電阻為R的導(dǎo)線做成單匝矩形線框MNPQ，邊長(zhǎng)PN=2d，PQ=d．該線框置于水平桌面上，線框與桌面間絕緣，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．在線框的右側(cè)存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)左右邊界aa′、bb′間的距離為d，沿aa′方向磁場(chǎng)范圍足夠大．在垂直MN邊的水平拉力作用下，線框以速度v勻速向右穿過(guò)磁場(chǎng)．在運(yùn)動(dòng)中線框平面始終水平，且MN邊與磁場(chǎng)的邊界平行．求：
（1）MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；
（2）在線框從MN邊進(jìn)入磁場(chǎng)到MN邊穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）在線框從MN邊進(jìn)入磁場(chǎng)到PQ邊穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，水平拉力對(duì)線框所做的功W．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

用質(zhì)量為m、總電阻為R的導(dǎo)線做成邊長(zhǎng)為l的正方形線框MNPQ，并將其放在傾角為θ的平行絕緣導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌的間距也為l，如圖所示．線框與導(dǎo)軌之間是光滑的，在導(dǎo)軌的下端有一寬度為l（即ab=l）、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界aa′、bb′垂直于導(dǎo)軌，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直．
某一次，把線框從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，線框恰好能夠勻速地穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域．若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，求：
（1）線框通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；
（2）開始釋放時(shí)，MN與bb′之間的距離；
（3）線框在通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中所生的熱．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

將一質(zhì)量為m、總電阻為R、長(zhǎng)為l、寬為l0的矩形線框MNPQ靜止擱置在水平平行絕緣導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌的間距也為l，如圖所示．線框與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．在線框左側(cè)的導(dǎo)軌上有一長(zhǎng)為l（即aa1=l）、寬度為l0、磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B的間隔著分布的相同有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相鄰的磁場(chǎng)區(qū)域間距為d（d＞l0），磁場(chǎng)的邊界aa1、bb1垂直于導(dǎo)軌，磁場(chǎng)的方向豎直向上．現(xiàn)用大小為F的拉力水平向左作用在線框，線框恰好能夠勻速地穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域aa1b1b．若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，求：（1）線框通過(guò)aa1b1b磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；
（2）F作用前，MN與aa1之間的距離；
（3）線框在通過(guò)aa1b1b磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中所生的電熱．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd，匝數(shù)為N，可繞oo’邊轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框總質(zhì)量為m，總電阻為R．現(xiàn)將導(dǎo)線框從水平位置由靜止釋放，不計(jì)摩擦，轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)動(dòng)能為Ek，則在此過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)線某一截面的電量為
 
，導(dǎo)線框中產(chǎn)生熱量為
 
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖，將邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，總電阻為r的正方形銅框abcd豎直向上拋出，穿過(guò)寬度為h，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向水平且與銅框平面垂直，銅框向上ab邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，銅框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下，并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程中始終存在大小恒定的空氣阻力f，且銅框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，求：
（1）銅框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的速度v2
（2）銅框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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