如圖一所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R. 在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN和是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直. 現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開(kāi)始下落，圖二是金屬線框由開(kāi)始下落到完全穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的速度一時(shí)間圖象，圖像中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量.

   求：（1）金屬框的邊長(zhǎng)；

        （2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

        （3）金屬線框在整個(gè)下落過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量.

（20分）解：（1）由圖象可知，金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為，

運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2―t1

所以金屬框的邊長(zhǎng) （4分）

（2）在金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，金屬框所受安培力等于重力

（2分）

（2分）

解得 （1分）

（3）金屬框在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q1，重力對(duì)其做正功，安培力對(duì)其做負(fù)功，由動(dòng)能定理得

W重－W安=0 （2分）

Q1=W安 （2分）

Q1=W重=mgl （1分）

金屬框在離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q2，重力對(duì)其做正功，安培力對(duì)其做負(fù)功，由動(dòng)能定理得 （2分）

Q2= （1分）

線框產(chǎn)生的總熱量Q=Q1+Q2 （1分）

解得： （2分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖一所示，ABCD是一個(gè)T型支架，已知整個(gè)支架的質(zhì)量為m1=5kg，質(zhì)心在BD上、離B點(diǎn)0.2m的O點(diǎn)處，BD=0.6m，D點(diǎn)通過(guò)鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB=BC．現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25．問(wèn)：T型支架會(huì)不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)？

某同學(xué)的解題思路如下：
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，如圖二所示．根據(jù)支架受力情況寫(xiě)出此時(shí)力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點(diǎn)的距離S1；
（ MN、Mf、MG分別是鋼塊對(duì)斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2；
比較這兩個(gè)距離：若S1≥S2，則T型支架不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；若S1＜S2，則會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)．
請(qǐng)判斷該同學(xué)的解題思路是否正確，若正確，請(qǐng)按照該思路，寫(xiě)出詳細(xì)的解題過(guò)程，求出結(jié)果；若不正確，請(qǐng)給出你認(rèn)為的正確解法．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖一所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的邊長(zhǎng)為10cm的正方形閉合金屬線框，線框的質(zhì)量為m=0.02Kg，電阻為R=0.1Ω. 在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直. 現(xiàn)讓線框由距MN的某一高度從靜止開(kāi)始下落，經(jīng)0.2s開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng),圖二是線框由靜止開(kāi)始下落的速度一時(shí)間圖象�？諝庾枇Σ挥�(jì)， g取10m/s2求：

（1）金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；

（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

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科目：高中物理 來(lái)源：2013屆上海理工大學(xué)附屬中學(xué)高二下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖一所示，abcd為用導(dǎo)體做成的框架，其所在平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個(gè)裝置放于垂直于框架平面的變化的磁場(chǎng)中，t=0時(shí)磁場(chǎng)方向向上。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖二所示，MN始終靜止。則在0~t2時(shí)間段內(nèi)，下面的分析正確的是（      ）

A、t1時(shí)刻感應(yīng)電流為零

B、t1時(shí)刻MN受到的安培力為零

C、MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間均勻變化

D、MN受到的安培力隨時(shí)間均勻變化

 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖一所示，ABCD是一個(gè)T型支架，已知整個(gè)支架的質(zhì)量為m1=5kg，質(zhì)心在BD上、離B點(diǎn)0.2m的O點(diǎn)處，BD=0.6m，D點(diǎn)通過(guò)鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB=BC．現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25．問(wèn)：T型支架會(huì)不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)？

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某同學(xué)的解題思路如下：
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，如圖二所示．根據(jù)支架受力情況寫(xiě)出此時(shí)力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點(diǎn)的距離S1；
（ MN、Mf、MG分別是鋼塊對(duì)斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2；
比較這兩個(gè)距離：若S1≥S2，則T型支架不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；若S1＜S2，則會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)．
請(qǐng)判斷該同學(xué)的解題思路是否正確，若正確，請(qǐng)按照該思路，寫(xiě)出詳細(xì)的解題過(guò)程，求出結(jié)果；若不正確，請(qǐng)給出你認(rèn)為的正確解法．

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科目：高中物理 來(lái)源：2007-2008學(xué)年上海市徐匯區(qū)高三（上）期末物理試卷（解析版） 題型：解答題

如圖一所示，ABCD是一個(gè)T型支架，已知整個(gè)支架的質(zhì)量為m1=5kg，質(zhì)心在BD上、離B點(diǎn)0.2m的O點(diǎn)處，BD=0.6m，D點(diǎn)通過(guò)鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB=BC．現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25．問(wèn)：T型支架會(huì)不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)？

某同學(xué)的解題思路如下：
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，如圖二所示．根據(jù)支架受力情況寫(xiě)出此時(shí)力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點(diǎn)的距離S1；
（ MN、Mf、MG分別是鋼塊對(duì)斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2；
比較這兩個(gè)距離：若S1≥S2，則T型支架不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；若S1＜S2，則會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)．
請(qǐng)判斷該同學(xué)的解題思路是否正確，若正確，請(qǐng)按照該思路，寫(xiě)出詳細(xì)的解題過(guò)程，求出結(jié)果；若不正確，請(qǐng)給出你認(rèn)為的正確解法．

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