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        1. 精英家教網(wǎng)如圖所示,水平地面上方有一高度為H、界面分別為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.矩形導(dǎo)線框abcd在磁場上方某一高度處,導(dǎo)線框ab邊長為l1,bd邊長為l2,導(dǎo)線框的質(zhì)量為m,電阻為R.磁場方向垂直于線框平面,磁場高度H>l2.線框從某高處由靜止落下,當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框的加速度方向向下、大小為
          3g
          5
          ;當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場時(shí),線框的加速度方向向上、大小為
          g
          5
          .運(yùn)動(dòng)過程中,線框平面位于豎直平面內(nèi),上、下兩邊始終平行PQ.空氣阻力不計(jì),重力加速度為g.求:
          (1)線框開始下落時(shí)距離磁場上邊界PQ的高度;
          (2)從線框的cd邊進(jìn)入磁場至線框的ab邊剛進(jìn)入磁場過程中到現(xiàn)況產(chǎn)生的焦耳熱.
          分析:(1)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),受到重力和豎直向上的安培力作用,根據(jù)牛頓第二定律和安培力公式F=BIl結(jié)合求解電流.由歐姆定律I=
          E
          R
          =
          Blv
          R
          得到速度.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解線框開始下落時(shí)距離磁場上邊界PQ的高度.
          (2)根據(jù)能量守恒定律求解焦耳熱.
          解答:解:(1)設(shè)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)線框?qū)Ь中的電流為I1,依據(jù)題意、根據(jù)牛頓第二定律有:
            mg-BI1l1=m?
          3
          5
          g
          解得:I1=
          2mg
          5Bl1

          根據(jù)I1=
          E1
          R
          =
          Bl1v1
          R

          設(shè)線框開始下落時(shí)距離磁場上邊界PQ的高度為h,則有
          v
          2
          1
          =2gh

          聯(lián)立以上三式得:h=
          2m2gR
          25B4
          l
          4
          1

          (2)設(shè)線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)線框的速度大小為v2,線框的cd邊剛離開磁場時(shí)速度大小為v3,線框的cd邊剛離磁場時(shí)線框?qū)Ь中的電流為I3,
          依據(jù)題意、牛頓第二定律有:
          BI3l1-mg=m?
          g
          5

          解得:I3=
          6mg
          5Bl1

          又I3=
          Bl1v3
          R
          ,得:v3=
          6mgR
          5B2

          當(dāng)ab進(jìn)入磁場后,線框中沒有感應(yīng)電流,做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng),則有:
           
          v
          2
          3
          -
          v
          2
          2
          =2g(H-l2
          根據(jù)能量守恒得:Q=
          1
          2
          m
          v
          2
          1
          +mgl2-
          1
          2
          m
          v
          2
          2

          聯(lián)立解得,從線框的cd邊進(jìn)入磁場至線框的ab邊剛進(jìn)入磁場過程中,產(chǎn)生的焦耳熱Q=
          2m3R2g2
          25B4
          l
          4
          1
          +mgl2-
          m
          50B4
          l
          4
          1
          [36m2R2g2-50B4
          l
          4
          1
          g(H-l2)
          ]
          答:
          (1)線框開始下落時(shí)距離磁場上邊界PQ的高度為
          2m2gR
          25B4
          l
          4
          1

          (2)從線框的cd邊進(jìn)入磁場至線框的ab邊剛進(jìn)入磁場過程中,產(chǎn)生的焦耳熱Q為
          2m3R2g2
          25B4
          l
          4
          1
          +mgl2-
          m
          50B4
          l
          4
          1
          [36m2R2g2-50B4
          l
          4
          1
          g(H-l2)
          ].
          點(diǎn)評:本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用,已知加速度,根據(jù)牛頓第二定律和安培力公式結(jié)合進(jìn)行研究,綜合性較強(qiáng).
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2008?汝城縣模擬)如圖所示,水平地面上的木塊在拉力F的作用下,向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則F與物體受到的地面對它的摩擦力的合力方向?yàn)椋ā 。?/div>

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2011?東莞模擬)如圖所示,水平地面上的物體A在斜向上的拉力F的作用下,向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則關(guān)于下列物體受力情況的說法中正確的是(  )

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,水平地面上豎直地固定著一個(gè)光滑的圓環(huán),一個(gè)質(zhì)量為m的小球套在環(huán)上,圓環(huán)最高點(diǎn)有一小孔,細(xì)線一端被人牽著,另一端穿過小孔與小球相連,使球靜止于A處,此時(shí)細(xì)線與豎直成θ角,重力加速度為g,則不正確的說法是( 。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,水平地面上有一輛小車,車上固定一個(gè)豎直光滑絕緣管,管的底部有一質(zhì)量m1=0.2g、電荷量q=8×10-5C的帶正電小球,小球的直徑比管的內(nèi)徑略。诠芸谒谒矫鍹N的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=15T的勻強(qiáng)磁場,MN面的上方還存在著豎直向上、場強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=5T的勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)讓小車始終保持vx=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),以帶電小球剛經(jīng)過磁場的邊界PQ為計(jì)時(shí)的起點(diǎn),測得小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間為t=1s,g取10/s2,不計(jì)空氣阻力. 
          (1)求小球進(jìn)入磁場B1時(shí)的加速度a的大。
          (2)求小球離開管口時(shí)的速度v的大小.
          (3)若小球離開管口后,求該小球離開MN平面的最大距離是多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,水平地面上有一斜面體A,在A上放一物體B.現(xiàn)對物體B施加一個(gè)沿斜面向上且從零逐漸增大的力F,若A、B始終與地面保持相對靜止,則( 。

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