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        1. 如圖16甲所示在光滑且絕緣的斜面上,有一寬度為l的勻強磁場,磁場邊界與斜面頂端aa′、底邊bb′平行.一正方形金屬框置于斜面頂端,其上邊緊貼著aa′邊,并從靜止開始沿斜面下滑.設金屬框在下滑時瞬時速度為v,對應的位移為s,其v2-s圖像如圖16乙所示.已知勻強磁場方向垂直斜面向上,金屬框質量m=0.5kg,總電阻R=0.4Ω,求:

          圖16

          (1)根據(jù)圖像計算斜面傾角θ;

          (2)勻強磁場的磁感應強度B;

          (3)現(xiàn)用平行斜面向上的恒力F作用在金屬框上,使金屬框從斜面底端bb′靜止開始沿斜面向上運動,勻速通過磁場區(qū)域后到達斜面頂端.試計算恒力F做功的最小值.

          (1)s=0到s1=1.6m由公式v2=2a1s1,a1=m/s2=5m/s2.根據(jù)牛頓第二定律

          mgsinθ=ma1,sinθ==0.5,θ=30°.

          (2)由題圖像可以看出,從線框下邊進磁場到上邊出磁場,線框均做勻速運動.

          s2=2L=2l=2.4m-1.6m=0.8m,L=l=0.4m

          線框通過磁場時,=16,v1=4m/s,且F=mgsinθ

          BL=mgsinθ,B=1.25T.

          (3)線框進入磁場前F-mgsinθ=ma3

          在磁場中勻速向上運動F=mgsinθ+F

          得F=ma3

          設從bb′開始運動到dd′的速度為v,

          距離為s3=3.4m-2.4m=1.0m,

          ,

          v==2.5m/s,

          a3==3.125m/s2

          F=ma3=1.5625N

          拉力所做的最小功為

          WF=F2l+mgsinθ(s1+s2+s3)=9.75J.

          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (08年茂名市二模)(17分)如圖16甲所示是某人設計的一種振動發(fā)電裝置,它的結構是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.1m、匝數(shù)n=20的線圈,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖16乙所示)。在線圈所在位置磁感應強度B的大小均為0.2T,線圈的電阻為1.5Ω,它的引出線接有質量為0.01kg、電阻為0.5Ω的金屬棒MN,MN置于傾角為300的光滑導軌上,導軌寬度為0.25m。外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復運動,便有電流通過MN。當線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖16丙所示時(x取向右為正),g=10m/s2。求:

             

          (1)若MN固定不動,流過它的電流大小和方向?

          (2)若MN可自由滑動,至少要加多大的勻強磁場才能使MN保持靜止,并在圖16丁中畫出磁感應強度隨時間變化的圖像;

          (3)發(fā)電機的輸出功率。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖4-5-16甲所示,abcd為一邊長為L、具有質量的導線框,位于水平面內,bc邊上串接有電阻R,導線電阻不計,虛線表示一勻強磁場區(qū)域的邊界,它與ab平行,磁場區(qū)域的寬度為2L,磁感應強度為B,方向豎直向下.線框在一垂直于ab邊的水平恒力作用下,沿光滑絕緣水平面運動,直到通過磁場區(qū)域.已知ab邊剛進入磁場時,線框變?yōu)閯蛩龠\動,此時通過電阻R的感應電流大小為i0,試在圖乙中的坐標系內定性畫出:從導線框剛進入磁場到完全離開磁場的過程中,流過R的電流i的大小隨ab邊坐標x的變化曲線.

          圖4-5-16

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【物理-選修3-5】

          (1)如右圖, 在勻強磁場里有一個原來靜止的放射性碳14,它所放射的粒子與反沖核的徑跡是兩個相切的圓。圓的直徑比為7:1,如圖所示,碳14的衰變方程是:                       

          A. 146C → 42He+104Be    B.  146C → 0-1e+145B

          C. 146C → 0-1e+147N     D.  146C → 21H+125B

          (2)如圖甲所示,—根輕質彈簧的兩端分別與質量為m1和m2的兩個物塊A,B相連接,并靜止在光滑的水平面上。t=0時刻,A的速度方向水平向右,大小為3m/s,兩個物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖16乙所示。根據(jù)圖象提供的信息求:

          ① 兩物塊的質量之比;② 在t2時刻A與B的動量之比

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          科目:高中物理 來源:2013-2014江蘇省蘇州市高二第一學期期末調研測試(選修)物理試卷(解析版) 題型:計算題

          (16)如圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導軌間距L=lm,電阻R1=3Ω,R2=1.5Ω,導軌上放一質量m=1kg的金屬桿,長度與金屬導軌等寬,與導軌接觸良好,金屬桿的電阻r=1.0Ω,導軌電阻忽略不計,整個裝置處于磁感應強度B=1.0T的勻強磁場中,磁場的方向垂直導軌平面向下.現(xiàn)用一拉力F沿水平方向拉桿,使金屬桿由靜止開始運動.圖乙所示為通過金屬桿中的電流平方(I2)隨位移(x)變化的圖線,當金屬桿運動位移為5m時,求:

          (1)金屬桿的動能:

          (2)安培力的功率;

          (3)拉力F的大小.

           

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