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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

          如圖甲所示,空間存在一寬度為2L有界勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里。在光滑絕緣水平面內有一邊長為L的正方形金屬線框,其質量m=1kg、電阻R=4Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=4m/s勻減速進入磁場,線框平面與磁場垂直,外力F大小隨時間t變化的圖線如圖乙所示。以線框右邊剛進入磁場時開始計時,求:

          (1)勻強磁場的磁感應強度B;
          (2)線框進入磁場的過程中,通過線框的電荷量q;
          (3)判斷線框能否從右側離開磁場?說明理由。

          (1)0.33T(2)0.75C (3)不能

          解析試題分析:
          (1)由F-t圖像可知,1s后線圈全部進入磁場,線圈只受外力作用,可求其線框加速度
          線框的邊長 =3m
          t=0時刻線框中的感應電流
          線框受的安培力F=BIL
          由牛頓第二定律  F1+F=ma
          又F1=1N,聯(lián)立得B=1/3T=0.33T
          (2)線框進入磁場的過程中,平均感生電動勢
          平均電流
          通過線框的電荷量為=0.75C
          (3)設勻減速運動速度減為零時的位移為x
          由運動學公式得
          帶入數(shù)值得 x=4m<2L
          所以線框不能從右側離開磁場。
          考點:此題為電磁感應問題與動力學的結合題目;考查的知識點有法拉第電磁感應定律、牛頓第二定律及運動公式等;考查學生從圖像上獲取信息的能力及綜合分析問題的能力。

          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          (12分)一荷質比為的帶電粒子經一電場U=150V加速進入到一只有左邊界的勻強磁場中,已知勻強磁場的磁感應強度為B="0.1T" 求:

          (1)粒子離開電場時的速度
          (2)粒子離開磁場左邊界的位置距離進入點的長度
          (3)粒子在磁場中運動的時間

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          (10分)如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角,兩導軌的間距l(xiāng)=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的電阻。質量m=0.10kg的金屬棒ab置于導軌上,與軌道垂直,電阻r=0.25Ω。整個裝置處于磁感應強度B=1.0T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下。t=0時刻,對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F,使之由靜止開始沿斜面向上運動,運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計,g取10m/s2,求:   

          (1)4.0s末金屬棒ab瞬時速度的大小;
          (2)4.0s末力F的瞬時功率。

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          兩根平行金屬導軌固定傾斜放置,與水平面夾角為37°,相距d="0.5" m,a、b間接一個電阻R,R="1.5" Ω.在導軌上c、d兩點處放一根質量m=0.05 kg的金屬棒,bc長L="1" m,金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.金屬棒在導軌間的電阻r="0.5" Ω,金屬棒被兩個垂直于導軌的木樁頂住而不會下滑,如圖所示.在金屬導軌區(qū)域加一個垂直導軌斜向下的勻強磁場,磁場隨時間的變化關系如圖所示,重力加速度g=" 10" m/s2.可認為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,(sin37°=0.6,cos  37° =0.8).求:

          (1)0~1.0 s內回路中產生的感應電動勢大;
          (2)t=0時刻,金屬棒所受的安培力大小;
          (3)在磁場變化的全過程中,若金屬棒始終沒有離開木樁而上滑,則圖4中t0的最大值;
          (4)通過計算在圖6中畫出0~t0max內金屬棒受到的靜摩擦力隨時間的變化圖象.

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          (14分)如圖甲所示,空間存在B=0.5T、方向豎直向下的勻強磁場,MN、PQ是相互平行的粗糙的長直導軌,處于同一水平面內,其間距L=0.2m,R是連在導軌一端的電阻,ab是跨接在導軌上質量m=0.1kg的導體棒,從零時刻開始,通過一小型電動機對ab棒施加一個牽引力F,方向水平向左,使其從靜止開始沿導軌做加速運動,此過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好,圖乙是棒的速度—時間圖像,其中OA段是直線,AC是曲線,DE是曲線圖像的漸近線,小型電動機功率在12s末達到額定功率Pm=4.5W,此后功率保持不變,除R以外,其余部分的電阻均不計,取g=10m/s2。求:

          (1)導體棒在0~12s內的加速度大;
          (2)導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)和電阻R的阻值;
          (3)若已知0~12s內R上產生的熱量為12.5J,則此過程中牽引力F做的功。

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          如右圖所示,在某空間實驗室中,有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域,分別存在著等大反向的勻強磁場,磁感應強度,磁場區(qū)域半徑,左側區(qū)圓心為,磁場向里,右側區(qū)圓心為,磁場向外.兩區(qū)域切點為C.今有質量.帶電荷量的某種離子,從左側區(qū)邊緣的A點以速度正對O1的方向垂直磁場射入,它將穿越C點后再從右側區(qū)穿出.求:

          (1)該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間.
          (2)離子離開右側區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側移距離為多大?(側移距離指垂直初速度方向上移動的距離)

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          科目:高中物理 來源: 題型:單選題

          一質量為m的鐵球在真空中從t=0時刻由靜止自由釋放,則在T=t1時刻重力的功率是(設重力加速度為g)  

          A. B. C. D.

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          科目:高中物理 來源: 題型:單選題

          如圖甲所示,甲、乙兩個小球可視為質點,甲球沿傾角為30的光滑足夠長斜面由靜止開始下滑,乙球做自由落體運動,甲、乙兩球的動能與路程的關系圖象如圖乙所示.下列說法正確的是(  )

          A.甲球機械能不守恒,乙球機械能守恒
          B.甲、乙兩球的質量之比為
          C.甲、乙兩球的動能均為時,兩球重力的瞬時功率之比為
          D.甲、乙兩球的動能均為時,兩球高度相同

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          科目:高中物理 來源: 題型:單選題

          如圖所示,重10 N的滑塊在傾角為30°的斜面上,從a點由靜止下滑,到b點接觸到一個輕彈簧.滑塊壓縮彈簧到c點開始彈回,返回b點離開彈簧,最后又回到a點,已知ab=0.8 m,bc=0.4 m,那么在整個過程中(  )

          A.彈簧彈性勢能的最大值是6 J
          B.滑塊動能的最大值是6 J
          C.從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功是6 J
          D.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個過程機械能守恒

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