【題目】用密度為d、電阻率為ρ、粗細均勻的金屬導線制成兩個閉合正方形線框MN,邊長均為L,線框M、N的導線橫截面積分別為S1、S2,S1S2,如圖所示勻強磁場僅存在于相對磁極之間,磁感應強度大小為B,其他地方的磁場忽略不計金屬線框M水平放在磁場上邊界的狹縫間,線框平面與磁場方向平行,開始運動時可認為Maa′邊和bb′邊都處在磁場中線框N在線框M的正上方,與線框M相距為h兩線框均從靜止開始同時釋放,其平面在下落過程中保持水平設磁場區(qū)域在豎直方向足夠長,不計空氣阻力及兩線框間的相互作用

(1)計算線框N剛進入磁場時產(chǎn)生的感應電流;

(2)在下落過程中,若線框N恰能追上線框M,N追上M,M下落高度為H,N追上M之前N一直做減速運動,求該過程中線框N產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)若將線框M、N均由磁場上邊界處先后釋放,釋放的時間間隔為t,計算兩線框在運動過程中的最大距離

【答案】(1)  (2)  (3) Δx

【解析】(1)線框N進入磁場前,有

剛進入磁場時,有 E2BLv1

線框N中的感應電流

其中

聯(lián)立解得

(2)當線框M在磁場中運動達到勻速時,設速度為v2,有GF

其中線框重力Gmg4LS1dg

安培力F2BIL

解得

由上式可知勻速運動速度與導線截面積無關,所以兩線框勻速運動速度相同,均為v2.由此可知當線框N恰好追上M時,兩者速度相等.選N為研究對象,根據(jù)能量守恒可得N產(chǎn)生的焦耳熱

(3)線框釋放后二者先后作變速運動

mgFma

4LSdg4LSda

解得ag

由加速度可知:線框下落的加速度與線框的導線截面積無關,兩個線框在磁場中先后作相同的加速運動,當a減小到0時做勻速運動,所以只要后釋放的線框還未達到勻速時,先釋放線的框速度就比較大,二者的距離就會繼續(xù)增大,當二者都做勻速運動時,間距最大.

此時最大間距Δxv2t

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為氫原子能級圖,下列說法正確的是( )

A. 一個處于n=4能級的氫原子,最多可以輻射出6種頻率的光子

B. 吸收某能量為2.55eV的光子,將使處于n=2能級的氫原子受激躍遷至n=4能級

C. 處于基態(tài)的氫原子吸收14eV能量的光子后會電離

D. 處于基態(tài)的氫原子受到14eV能量的中子轟擊后可能會電離

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】對于一定量的理想氣體,下列說法正確的是________。

E.氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關

A. 當氣體溫度變化時,氣體內(nèi)能一定變化

B. 若氣體的內(nèi)能不變,其狀態(tài)也一定不變

C. 若氣體的壓強和體積都不變,其內(nèi)能也一定不變

D. 若氣體的溫度隨時間不斷升高,其壓強也一定不斷增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一傾角為足夠長的光滑斜面固定在水平面上,其頂端固定一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧的下端系一個質(zhì)量為m的小球,用一垂直于斜面的擋板P擋住小球,此時彈簧沒有發(fā)生形變,如圖所示,若擋板P以加速度a沿斜面向下勻加速運動,且彈簧與斜面始終保持平行,經(jīng)過一段時間后,當小球與擋板剛好分離時

A. 彈簧彈力大小

B. 小球運動的速度達到最大

C. 小球獲得的動能為

D. 小球運動的時間為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列各力中屬于彈力的是( )

A. 懸掛重物的細繩對重物的拉力 B. 水平桌面對放在其上的書本的支持力

C. 按圖釘時,手對圖釘?shù)膲毫?/span> D. 地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的吸引力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】根據(jù)伽利略理想斜面實驗,利用如圖所示的軌道裝置做實驗:在斜軌上先后鋪墊三種粗糙程度不同的材料,小球從左側(cè)斜軌上的O點由靜止釋放后沿斜軌向下運動,并沿右側(cè)斜軌上升到的最高位置依次為12、3。對比這三次實驗可知

A. 第一次實驗中小球接觸的材料是最光滑的

B. 第二次實驗中小球的機械能守恒

C. 第三次實驗中小球的慣性最大

D. 第三次實驗中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力最大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在學校秋季運動會上,能把運動員看做質(zhì)點的情況是( 。

A. 研究110米跨欄運動員的跨欄動作

B. 研究跳高運動員落地的姿態(tài)

C. 研究3000米長跑運動員的比賽時間

D. 研究100米短跑運動員的起跑動作

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】長為L,電阻為r=2.0Ω、質(zhì)量為rn=1.0kg的金屬棒PQ垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑導軌上,如圖所示,兩導軌間距也是L,導軌電阻不計,導軌左端接有R=3. 0Ω的電阻,量程為0~3A的電流表串接在一條導軌上,量程為0~6V的電壓表接在電阻R的兩端,勻強磁場向下垂直穿過導軌平面,現(xiàn)以向右的恒定外力F拉金屬棒,當棒以v=2.0m/s的速度在導軌上勻速滑動時,觀察到電路中的一個電表正好滿偏,問:

(1)此滿偏的電表是什么表?說明理由。

(2)拉動金屬棒的外力F多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】醫(yī)學上將激光束的寬度聚集到納米的范圍內(nèi),可修復人體已損壞的器官,對DNA分子進行超微型基因修復,除去癌癥、遺傳疾病等,這是利用了激光的( )
A.單色性
B.平行性
C.高能性
D.粒子性

查看答案和解析>>

同步練習冊答案