【題目】如圖所示，空間中等間距分布著水平方向的3個(gè)條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度，每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域的間距為d=0.5m，現(xiàn)有一邊長l=0.1m、質(zhì)量m=0.02kg、電阻的單匝正方形線框MNOP，在水平恒力F=0.3N作用下由靜止開始從左側(cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，在穿出第3個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中的水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中線框MN邊始終平行于磁場(chǎng)邊界，取，不計(jì)空氣阻力。求：

(1)線框在剛好穿出第3個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的水平分速度；

(2)線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到剛好完全穿出第3個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間；

(3)線框剛好完全穿出第3個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小和速度方向與豎直方向夾角的正切值。

【答案】（1）3m/s.（2）0.4s（3）

【解析】

解：(1)由題意知線框剛好穿出第3個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)水平合力為零，即

由閉合電路歐姆定律有：

而

解得所求速度為：

(2)設(shè)線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到剛好完全穿出第3個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間為t，則恒力F的沖量：，其中△v1為恒力F作用下線框速度的變化量

設(shè)線框進(jìn)出磁場(chǎng)過程中某時(shí)刻水平方向的分速度為v，在很小的△t時(shí)間內(nèi)可近似認(rèn)為線框所受的安培力恒定，有：

△t時(shí)間內(nèi)，安培力的沖量：

即：

累加得：，△v2為線框進(jìn)出磁場(chǎng)過程中安培力引起的速度的改變量

根據(jù)楞次定律可知，安培力始終與線框水平方向的分運(yùn)動(dòng)方向相反，故有：

又知

聯(lián)立可得：

(3)線框剛好完全穿出第3個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，豎直分速度：

速度：

設(shè)速度與豎直方向夾角為θ，則

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：

【題目】如圖所示，ABC為等邊三角形，電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在A點(diǎn)．先將一電荷量也為+q的點(diǎn)電荷Q1從無窮遠(yuǎn)處（電勢(shì)為0）移到C點(diǎn)，此過程中，電場(chǎng)力做功為-W．再將Q1從C點(diǎn)沿CB移到B點(diǎn)并固定．最后將一電荷量為-2q的點(diǎn)電荷Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)．下列說法正確的有

A. Q1移入之前，C點(diǎn)的電勢(shì)為

B. Q1從C點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中，所受電場(chǎng)力做的功為0

C. Q2從無窮遠(yuǎn)處移到C點(diǎn)的過程中，所受電場(chǎng)力做的功為2W

D. Q2在移到C點(diǎn)后的電勢(shì)能為-4W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個(gè)物體從地面豎直上拋，到達(dá)最高點(diǎn)后又落回拋出點(diǎn)，若上升和下降過程中物體所受空氣阻力大小恒定，則　　

A. 物體下落過程的加速度大于上升過程的加速度

B. 物體下落過程所用的時(shí)間大于上升過程所用的時(shí)間

C. 物體下落過程中的平均速度大于上升過程中的平均速度

D. 物體下落到拋出點(diǎn)的速率與拋出時(shí)的速率相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，從某一高處自由下落的小球，落至彈簧上端并將彈簧壓縮到最短。問小球被彈簧彈起直至離開彈簧的過程中，小球的速度和所受合力變化情況是（ ）

A. 合力變大，速度變大

B. 合力變小，速度變大

C. 合力先變小后變大，速度先變大后變小

D. 合力先變大后變小，速度先變小后變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根輕彈簧一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一個(gè)帶有孔的小球，小A球套在固定的豎直光滑桿上，小球位于圖中的A點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過與A點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱的C點(diǎn)后，小球能運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)D點(diǎn)，OB垂直于桿，則下列結(jié)論正確的是

A. 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中，其最大加速度一定大于重力加速度g

B. 小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程，小球的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和可能增大

C. 小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，重力對(duì)其做功的功率最大

D. 小球在D點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能一定最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)站在電梯底板上，如圖所示的圖象是計(jì)算機(jī)顯示電梯在某一段時(shí)間內(nèi)速度變化的情況豎直向上為正方向根據(jù)圖象提供的信息，可以判斷下列說法中正確的是

A. 在內(nèi)，該同學(xué)對(duì)電梯底板的壓力等于他所受的重力

B. 在內(nèi)，電梯在加速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)

C. 在內(nèi)，該同學(xué)所受的支持力不變，該同學(xué)處于失重狀態(tài)

D. 在內(nèi)，電梯在加速下降，該同學(xué)處于超重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平面上有質(zhì)量相等的a、b兩個(gè)物體，水平推力F1、F2分別作用在a、b 。一段時(shí)間后撤去推力，物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下。兩物體的v﹣t圖線如圖所示，圖中AB∥CD。則整個(gè)過程中（ ）

A. 水平推力F1、F2大小可能相等

B. a的平均速度大于b的平均速度

C. 合外力對(duì) a 物體的沖量大于合外力對(duì) b 物體的沖量

D. 摩擦力對(duì) a 物體做的功小于摩擦力對(duì) b 物體做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩異種點(diǎn)電荷A、B附近的電場(chǎng)線分布如圖所示,P為電場(chǎng)中的一點(diǎn),連線AP、BP相互垂直.已知P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E、電勢(shì)為φ,電荷A產(chǎn)生的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為EA,，取無窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零.下列說法中正確的有 (　 　)

A. A、B所帶電荷量相等

B. 電荷B產(chǎn)生的電場(chǎng)在P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

C. A、B連線上有一個(gè)電勢(shì)為零的點(diǎn)

D. 將電量為-q的點(diǎn)電荷從P點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)處,電場(chǎng)力做的功為qφ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy平面坐標(biāo)系中，直線MN與y軸成30°角，M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，a)，在y軸與直線MN之間的區(qū)域內(nèi)，存在垂直xOy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電子束以相同速度v0從y軸上－a≤y≤0的區(qū)間垂直于y軸和磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)。已知從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與直線MN相切，忽略電子間的相互作用和電子的重力。

(1)求電子的比荷；

(2)若在xOy坐標(biāo)系的第Ⅰ象限y>0區(qū)域內(nèi)加上沿y軸正方向大小為E＝Bv0的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x0＝a處垂直于x軸放置一熒光屏，計(jì)算說明熒光屏上發(fā)光區(qū)的形狀和范圍。

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