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        1. 【題目】如圖,一邊長為L的正方形銅線框abcd可繞水平軸ab自由轉(zhuǎn)動,一豎直向上的外力F作用在cd邊的中點,整個線框置于方向豎直向上的均勻磁場中,磁感應(yīng)強度大小隨時間變化。已知該方形線框銅線的電導(dǎo)率(即電阻率的倒數(shù))σ,銅線的半徑為r0,質(zhì)量密度為ρ,重力加速度大小為g。

          1)當框平面與水平面abef的夾角為θ時,求該方形線框所受到的重力矩;

          2)當框平面與水平面abef的夾角為θ時,框平面恰好處于平衡狀態(tài)。求此時線框中cd邊所受到的磁場B的作用力的大小與外力的大小F之間的關(guān)系式;

          3)隨著磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化,可按照(2)中的關(guān)系式隨時調(diào)整外力F的大小以保持框平面與水平面abef的夾角總為θ.在保持夾角θ不變的情形下,已知在某一時刻外力為零時,磁感應(yīng)強度大小為B;求此時磁感應(yīng)強度隨時間的變化率。

          【答案】12L2ρgπr02 cosθ;(2)安培力水平向左時:F=2Lρgπr02 cotθFcotθ;安培力水平向右時:F= Fcotθ2Lρgπr02 cotθ;(3

          【解析】

          1)該方形線框的質(zhì)量

          m=ρV=ρS4L=4Lρπr02

          方形線框的重力相對于AB邊的力矩為

          Mg=mgcosθ=2L2ρgπr02 cosθ

          2)由于電流方向未知,所以引起的安培力方向及其力矩方向均未知,故需要分類討論

          情況1:安培力水平向左,力矩

          M+MF=Mg

          M=2L2ρgπr02 cosθFL cosθ

          又因為

          M=FLsin θ

          聯(lián)立得

          F=2Lρgπr02 cotθFcotθ

          情況2:安培力水平向右,同理 力矩

          M+ Mg =MF

          得:

          F= Fcotθ2Lρgπr02 cotθ

          3)磁通量

          φ(θ)=L2Bcosθ

          感應(yīng)電動勢

          ε==L2cosθ

          方形線框的電阻R,由電阻定律有

          R=ρ

          該方形線框上的感應(yīng)電流為

          i=cosθ

          cd邊所受到的安培力的大小為

          FA=iBL=cosθ

          因為要外力F等于零,所以是第(2)小題中的第1種情況

          │=

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】嫦娥一號探月衛(wèi)星在空中運動的簡化示意圖如圖所示.衛(wèi)星由地面發(fā)射后,經(jīng)過發(fā)射軌道進入停泊軌道,在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進入地月轉(zhuǎn)移軌道,再次調(diào)速后進入工作軌道.已知衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行半徑分別為RR1,地球半徑為r,月球半徑為r1,地球表面重力加速度為g,月球表面重力加速度為.求:

          (1)衛(wèi)星在停泊軌道上運行的線速度;

          (2)衛(wèi)星在工作軌道上運行的周期.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】某同學(xué)用如圖甲、乙所示裝置研究平拋運動的特點。

          1)在圖甲所示的實驗中,用小錘擊打彈性金屬片后,A球沿水平方向拋出,做平拋運動,同時B球被釋放,做自由落體運動。分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度,多次重復(fù)實驗。發(fā)現(xiàn)兩個小球總是同時落地,該現(xiàn)象說明_____

          2)在圖乙所示的實驗裝置中,鋼球從斜槽M上釋放,鋼球飛出后做平拋運動。在裝置中有一個水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板N,鋼球飛出后落在擋板上。實驗前,先將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上。鋼球落到擋板上后,就會擠壓復(fù)寫紙,在白紙上留下印跡;上下調(diào)節(jié)擋板,多次實驗,就會在白紙上記錄鋼球運動軌跡上的多個位置。最后用平滑曲線將這些印跡連接起來,就可得到鋼球平拋運動的軌跡;圖丙所示即為得到的一條軌跡,任取--O建立直角坐標系,在軌跡上取A、BC三個點,相鄰兩點間的水平和豎直距離分別為、、、。

          ①本實驗在操作過程中應(yīng)注意的事項有___。(至少寫出兩條)

          ②根據(jù)圖甲實驗的結(jié)論,取A、BC三個點時在豎直方向上應(yīng)滿足___,若水平方向上滿足____,則說明_____。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】碰撞中的動量守恒實驗裝置如圖甲所示,讓質(zhì)量為m1的小球A從斜槽上的某一位置自由滾下,與靜止在支柱上質(zhì)量為m2的小球B發(fā)生對心碰撞.

          1)安裝軌道時,要求軌道末端____________.

          2)兩小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1____________m2

          3)用游標卡尺測小球直徑時的讀數(shù)如圖乙所示,則小球的直徑d=___________cm.

          4)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_______

          A.兩小球的質(zhì)量m1m2

          B.小球A的初始高度h

          C.軌道末端切線離地面的高度H

          D.兩小球平拋運動的時間t

          E.球A單獨滾下時的落地點PO點距離SOP

          F.碰后A、B兩小球的落地點M、NO點距離SOMSON

          5)若碰撞中動量守恒,根據(jù)圖中各點間的距離,下列式子可能成立的是_______

          A B

          C D

          6)若碰撞為彈性碰撞,除動量守恒外,還需滿足的關(guān)系式是________.(用所測物理量的字符表示)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,質(zhì)量M=1.5kg的小車靜止于光滑水平面上并緊靠固定在水平面上的桌子右邊,其上表面與水平桌面相平,小車的左端放有一質(zhì)量為0.5kg的滑塊Q.水平放置的輕彈簧左端固定,質(zhì)量為0.5kg的小物塊P置于光滑桌面上的A點并與彈簧的右端接觸,此時彈簧處于原長.現(xiàn)用水平向左的推力FP緩慢推至B點(彈簧仍在彈性限度內(nèi)),推力做功WF=4J,撤去F后,P沿桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞,最后Q恰好沒從小車上滑下.已知Q與小車表面間動摩擦因數(shù)μ=0.1.(g=10m/s2)求:

          (1)P剛要與Q碰撞前的速度是多少?

          (2)Q剛在小車上滑行時的初速度v0是多少?

          (3)為保證Q不從小車上滑下,小車 的長度至少為多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖,兩勁度系數(shù)均為k的同樣的輕彈性繩的上端固定在一水平面上,下端懸掛一質(zhì)量為m的小物塊。平衡時,輕彈性繩與水平面的夾角為0,彈性繩長度為l0.現(xiàn)將小物塊向下拉一段微小的距離后從靜止釋放。

          1)證明小物塊做簡諧振動;

          2)若k=0.50N/m、m=50g0=30°、l0=2.0m,重力加速度g=9.8 m/s。,求小物塊做簡諧振動的周期T;

          3)當小物塊下拉的距離為0.010m時,寫出此后該小物塊相對于平衡位置的偏離隨時間變化的方程。已知:當x<<1時,

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】2011年7月2日中午,2歲女孩妞妞從杭州濱江長河路白金海岸小區(qū)10樓不慎墜下,剛好在樓下的吳菊萍看到后,毅然張開雙臂,接住了這個她并不認識的陌生女孩,最新報到妞妞已經(jīng)能走路。近年來高空墜人不斷發(fā)生,值得關(guān)注。據(jù)報道,一兒童玩耍時不慎從45m高的陽臺上無初速度掉下,在他剛掉下時恰被樓下一社區(qū)管理人員發(fā)現(xiàn),該人員迅速由靜止沖向兒童下落處的正下方樓底,準備接住兒童。已知管理人員到兒童下落處的正下方樓底的距離為18m,為確保能穩(wěn)妥安全接住兒童,必須保證接住兒童時沒有水平方向的沖擊(也就是無水平速度)。不計空氣阻力,將兒童和管理人員都看作質(zhì)點,設(shè)管理人員奔跑過程中只做勻速或勻變速運動,g取10m/s2

          (1)管理人員至少用多大的平均速度跑到樓底?

          (2)若管理人員在奔跑過程中做勻加速或勻減速運動的加速度大小相等,且最大速度不超過9m/s,求管理人員奔跑時加速度的大小需滿足什么條件?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運動,并測重力加速度.

          1)實驗中需要調(diào)整好儀器,接通打點計時器的電源,松開紙帶,使重物下落,打點計時器會在紙帶上打出一系列小點.①為了測量重物下落的加速度,還需要的實驗器材有______.(填入正確選項前的字母)

          A.天平 B 秒表 C.刻度尺 D.低壓交流電源

          ②若實驗中所得到的重物下落的加速度值不等于當?shù)氐闹匚锛铀俣戎?/span>,而實驗操作與數(shù)據(jù)處理均無錯誤,寫出一個你認為可能引起此誤差的原因:____________

          2)在打出的紙帶上連續(xù)取得清晰的7個計數(shù)點,打點計時器所用電源的頻率為50Hz。測得1、2、34、5、6各計數(shù)點與計數(shù)點0的距離d如下表:

          點的次序

          0

          1

          2

          3

          4

          5

          6

          距離dcm

          0

          5.02

          11.4

          18.5

          25.5

          33.2

          40.5

          利用這些數(shù)據(jù):

          計算當?shù)刂亓铀俣?/span>g值為___________;

          打計數(shù)點3時紙帶運動的速度是________m/s;

          ③計數(shù)點0 _____(選填不是)物體運動的起點。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字);

          3)皮皮志老師在測定勻變速直線運動的加速度時,得到了幾條較為理想的紙帶.他已在每條紙帶上按每5個點取好一個計數(shù)點,即兩計數(shù)點之間時間間隔為0.1s,依打點先后編為0,12,3,4,5.由于不小心,幾條紙帶都被撕斷了,如圖所示,在A,BC,三段紙帶中選出從紙帶甲上撕下的那段應(yīng)該是______

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,真空中O點有一點電荷,在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點,a點的場強大小為Ea,方向與ab連線成60°角,b點的場強大小為Eb,方向與ab連線成30°角.關(guān)于a、b兩點場強Ea、Eb及電勢φa、φb的關(guān)系,正確的是 (  )

          A. Ea3Eb,φa>φb B. Ea3Eb,φa<φb

          C. ,φa<φb D. ,φa<φb

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