如圖14所示，豎直平面內(nèi)有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m，電阻為R的正方形線框在豎直向下的勻強(qiáng)重力場(chǎng)和水平方向的磁場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng)以初速度v0水平拋出（忽略空氣阻力）。運(yùn)動(dòng)過程中正方形線框始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)且磁場(chǎng)方向與線框平面始終垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨水平向右的x軸按B=B0+kx的規(guī)律均勻增大。（已知重力加速度為g）求：

（1）線框水平方向速度為v1時(shí),線框中瞬時(shí)電流的大�。�

（2）線框在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)經(jīng)時(shí)間t，此時(shí)速度為v2求此時(shí)電功率。

 

【答案】

（1）（2）

【解析】（1）設(shè)此時(shí)ad邊所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=B0+kx

此時(shí)ad邊產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的大小為：ead=（B0+kx）LV1（1分）

此時(shí)bc邊所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=B0+k(x+L)

此時(shí)bc邊產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的大小為：ebc =[B0+k(x+L）]LV1（1分）

線框中瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的大小為：e=ebc- ead=(B2-B1)LV1=KL2V1（1分）

線框中瞬時(shí)電流的大小為（1分）

（2）情況I：若水平速度為零：線框的速度V2為豎直向下。

線框中瞬時(shí)電功率的大小為零。（2分）

情況II：若線框水平速度不為零：

線框在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)：Vy=gt（1分）

此時(shí)線框水平方向速度：（1分）

線框中瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的大小為：e=eed- eab=(B2-B1)LVx=KL2Vx

線框中瞬時(shí)電流的大小為：（1分）

線框中瞬時(shí)電功率的大小為：

（1分）

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

湯姆生用來測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖14所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后，穿過A′中心小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行板P和P′間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處，形成了一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到O′點(diǎn)，O′點(diǎn)與O點(diǎn)的豎直間距為d，水平間距可忽略不計(jì).此時(shí)，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2(如圖14所示).

圖14

(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大��；

(2)推導(dǎo)出電子比荷的表達(dá)式.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖14所示，光滑的圓弧AB，半徑，固定在豎直平面內(nèi)。一輛質(zhì)量為M=2kg的小車處在水平光滑平面上，小車的表面CD與圓弧在B點(diǎn)的切線重合，初始時(shí)B與C緊挨著，小車長(zhǎng)L=1m，高H=0.2m。現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），自圓弧上的A點(diǎn)從靜止開始釋放，滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后沖上小車，帶動(dòng)小車向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊與小車分離時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)了，此時(shí)小車的速度為。求

    （1）滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；

    （2）滑塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

    （3）滑塊與小車分離時(shí)的速度；

    （4）滑塊著地時(shí)與小車右端的水平的距離；

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年浙江省嘉興市八校高一下學(xué)期期中聯(lián)考物理試題（帶解析） 題型：計(jì)算題

滾軸溜冰運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛的一項(xiàng)活動(dòng)。如圖14所示，一滾軸溜冰運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量m=30kg，他在左側(cè)平臺(tái)上滑行一段距離后沿水平飛出，恰能無能量損失地從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入豎直圓弧軌道并沿軌道下滑，且到達(dá)軌道最低點(diǎn)O時(shí)的速率是剛進(jìn)入圓弧軌道時(shí)的1.2倍。已知A、B為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平；圓弧半徑R="1.0" m，圖中運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入圓弧軌道時(shí)對(duì)應(yīng)速度v與水平方向AB連線的夾角θ=53º；左側(cè)平臺(tái)與A、B連線的高度差h="0.8" m。（取sin53º=0.80，cos53º=0.60），求：

（1）運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度；
（2）運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O時(shí)，對(duì)軌道的壓力。

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科目：高中物理 來源： 題型：

17.如圖14所示,在同一豎直平面上,質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部,斜面高度為H=2L,小球受到彈簧的彈性力作用后,沿斜面向下運(yùn)動(dòng),離開斜面后,達(dá)到最高點(diǎn)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度,球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn),O點(diǎn)的投影O′與P的距離為L(zhǎng)/2.已知球B質(zhì)量為m,懸繩長(zhǎng)L,視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.求：

圖14

(1)球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大小;

(2)球A在兩球碰撞前一瞬間的速度大小;

(3)彈簧的彈性力對(duì)球A所做的功.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖14所示，平行板電容器兩極板M、N豎直放置，板長(zhǎng)與寬都遠(yuǎn)大于板間距d，極板M在紫外線照射下能發(fā)射光電子.在開關(guān)S斷開時(shí)，圖示電路中電流表有示數(shù)；若在M、N間加一垂直紙面的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電流表的示數(shù)恰為零.閉合開關(guān)S，從左向右移動(dòng)滑片P，可使電流表的示數(shù)減小，當(dāng)滑片P移到某一位置時(shí)，電流表示數(shù)也恰減為零，此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少?已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m.

圖14

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