如圖14所示,豎直平面內(nèi)有一邊長為L、質(zhì)量為m,電阻為R的正方形線框在豎直向下的勻強(qiáng)重力場和水平方向的磁場組成的復(fù)合場以初速度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中運(yùn)動(dòng)且磁場方向與線框平面始終垂直,磁場的磁感應(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)勢的大小為:ebc =[B0+k(x+L)]LV1(1分)

線框中瞬時(shí)電動(dòng)勢的大小為: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,調(diào)節(jié)磁場的強(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度為L1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L2(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.

查看答案和解析>>

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L=1m,高H=0.2m,F(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;

查看答案和解析>>

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。

查看答案和解析>>

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/2.已知球B質(zhì)量為m,懸繩長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.

查看答案和解析>>

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,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

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案