12.如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向一個(gè)垂直斜面向上,另一個(gè)垂直斜面向下,寬度均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框以速度V剛進(jìn)入上邊磁場(chǎng)時(shí),即恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求:
(1)當(dāng)ab邊剛越過(guò)$\sqrt{2}$h時(shí),線框的加速度多大?方向如何?
(2)當(dāng)ab到達(dá)l1與l2中間位置時(shí),線框又恰好作勻速運(yùn)動(dòng),求線框從開(kāi)始進(jìn)入到ab邊到達(dá)gg'與ff'中間位置時(shí),產(chǎn)生的熱量是多少?

分析 (1)線框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件可以求出線框速度,當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff′時(shí),由牛頓第二定律可以求出線框的加速度.
(2)由能量守恒定律可以求出線框產(chǎn)生的熱量.

解答 解:(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力:F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,
ab邊剛越過(guò)ee′即做勻速直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件得:mgsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,
在ab邊剛越過(guò)ff′時(shí),ab、cd 邊都切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),但線框的運(yùn)動(dòng)速度不能突變,則此時(shí)回路中的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=2BLv.
此時(shí)線框受到的安培力為:F′=2BI′L=$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,
由牛頓第二定律得:$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$-mgsinθ=ma,
解得:a=3gsinθ,方向沿斜面向上.
(2)設(shè)線框再做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v′,由平衡條件得:mgsinθ=2×$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}v′}{R}$,
解得:v′=$\frac{v}{4}$,
線框從過(guò)ee′到再做勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,設(shè)產(chǎn)生的熱量為Q,由能量守恒定律得:
Q=$mg•\frac{3}{2}Lsinθ+\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}mv{′}^{2}$=$\frac{3mgLsinθ}{2}+\frac{15}{32}m{v}^{2}$;
答:(1)當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff′時(shí),線框加速度的值為3gsinθ.
(2)求線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊到達(dá)gg′和ff′中點(diǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量是$\frac{3mgLsinθ}{2}+\frac{15}{32}m{v}^{2}$.

點(diǎn)評(píng) 本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于ab、cd兩邊均在磁場(chǎng)中時(shí),兩個(gè)邊都切割磁感線,注意此時(shí)回路中的電動(dòng)勢(shì)為E=2BLv.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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2.水平地面上有一方形物體,物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(0<μ<1).現(xiàn)對(duì)物體施加一拉力F,使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)F的方向與水平面夾角為θ,如圖所示,在θ從0逐漸增大到90°的過(guò)程中,物體的速度保持不變,則( 。
A.F一直增大B.F 先減小后增大C.F的功率減小D.F的功率不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開(kāi)始下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量,即驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
①下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:
A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件;
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上;
C.用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量;
D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶;
E.測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離;
F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能.
其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是BCD.(將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處)
②利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖1所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出A距起始點(diǎn)O的距離為s0,點(diǎn)AC間的距離為s1,點(diǎn)CE間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a=$\frac{{s}_{2}-{s}_{1}}{4}{f}^{2}$.
③在上述驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過(guò)程中存在阻力作用,可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大。粢阎(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g,結(jié)合重物的質(zhì)量m.試用這些物理量和圖2紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示出重錘在下落的過(guò)程中受到的平均阻力大小F=m[g-$\frac{{s}_{2}-{s}_{1}}{4}{f}^{2}$].

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.作出圖中A物體的受力情況

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

7.一列簡(jiǎn)諧波沿x軸方向傳播,某時(shí)刻的波形圖線如圖所示,若波速為4m/s,則波的頻率為4Hz,在波傳播的4m的時(shí)間里,波源通過(guò)的路程是0.48m.

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17.如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,電壓表和電流表均為理想電表,除滑動(dòng)變阻器電阻R以外其余電阻均不計(jì),從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈a、b兩端加上交變電壓,其瞬時(shí)值表達(dá)式為:e=311sin100πt(V),則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.電壓表的示數(shù)為31.1V
B.在t=$\frac{1}{400}$s時(shí),a、b兩端間的電壓瞬時(shí)值為220V,電壓表示數(shù)為22V
C.滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中,電流表A1、A2的示數(shù)均變小,電壓表示數(shù)也變小
D.滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)的過(guò)程中,a、b兩端間輸入的電功率增大,電流表A1、A2的示數(shù)均變大,電壓表示數(shù)不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,遏止電壓與入射光的頻率無(wú)關(guān)
B.原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和,這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損
C.氫原子相鄰低能級(jí)間的躍遷比相鄰高能級(jí)間躍遷所輻射的光子波長(zhǎng)短
D.盧瑟福根據(jù)天然放射現(xiàn)象提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型
E.每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖所示,將質(zhì)量為m的金屬棒ab置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的光滑導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間距為l,傾角為θ.當(dāng)棒中通以從b到a的電流I后,金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài).則所加磁場(chǎng)的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向?yàn)椋ā 。?table class="qanwser">A.$\frac{mg}{Il}$tanθ,豎直向上B.$\frac{mg}{Il}$tanθ,豎直向下C.$\frac{mg}{Il}$sinθ,垂直斜面向上D.$\frac{mg}{Il}$sinθ,垂直斜面向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)向東運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象,請(qǐng)根據(jù)圖象求:
(1)質(zhì)點(diǎn)分別在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)和第4s內(nèi)的加速度;
(2)質(zhì)點(diǎn)在4s內(nèi)的位移.

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