7.如圖甲所示,正方形金屬線框abcd位于豎直平面內(nèi),其質(zhì)量為m,電阻為R.在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN和M′N′是磁場(chǎng)的水平邊界,并與bc邊平行,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外.現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止開(kāi)始下落,圖乙是線圈由開(kāi)始下落到完全穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的v-t圖象,圖象中字母均為已知量.重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.金屬線框的邊長(zhǎng)為v1(t2-t1
B.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{1}{{v}_{1}({t}_{2}-{t}_{1})}$$\sqrt{\frac{mgR}{{v}_{1}}}$
C.金屬線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后感應(yīng)電流沿adcba方向
D.金屬線框在0~t4的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為2mgv1(t2-t1)+$\frac{1}{2}$m(v22-v32

分析 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),根據(jù)時(shí)間和速度求解金屬框的邊長(zhǎng);由圖知,金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程做勻速直線運(yùn)動(dòng),重力和安培力平衡,列式可求出B;由能量守恒定律求出在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中金屬框產(chǎn)生的熱.

解答 解:A、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v1,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2-t1,故金屬框的邊長(zhǎng):l=v1(t2-t1),故A正確;
B、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,則得:mg=BIl,I=$\frac{Bl{v}_{1}}{R}$,又 l=v1(t2-t1),聯(lián)立解得:B=$\frac{1}{{v}_{1}({t}_{2}-{t}_{1})}\sqrt{\frac{mgR}{{v}_{1}}}$,故B正確.
C/金屬線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后磁通量不變,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;
D、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,由能量守恒定律得:Q1=mgl=mgv1(t2-t1),
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,由能量守恒定律得:故Q=Q1+Q2=2mgv1(t2-t1)+$\frac{1}{2}$m(v32-v22).故D正確.
故選:ABD.

點(diǎn)評(píng) 本題電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)簡(jiǎn)單的綜合,能由圖象讀出線框的運(yùn)動(dòng)情況,選擇與之相應(yīng)的力學(xué)規(guī)律是解答本題的關(guān)鍵,要加強(qiáng)練習(xí),培養(yǎng)自己識(shí)別、理解圖象的能力和分析、解決綜合題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.用起重機(jī)將一個(gè)質(zhì)量為m的貨物豎直向上以加速度a勻加速提升H米,在這個(gè)過(guò)程中,以下說(shuō)法中正確的是( 。
A.物體的重力勢(shì)能增加了maHB.機(jī)械能增加了m(g+a)H
C.物體的動(dòng)能增加了maHD.物體的機(jī)械能增加了mgH

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

2.圖1是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線框abcd可繞線框平面內(nèi)垂直于磁感線的OO'軸轉(zhuǎn)動(dòng),由線框引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線框一起繞OO'轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路.圖2是線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示.已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,線框的匝數(shù)為N,線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).
(1)推導(dǎo)線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的表達(dá)式;
(2)線框平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),寫出t時(shí)刻線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式;
(3)若線框電阻為r,求外力驅(qū)動(dòng)線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

15.如圖甲所示,在距離水平地面高度為0.8m的平臺(tái)上有一輕質(zhì)彈簧,其左端固定于豎直擋板上,右端與質(zhì)量為0.2kg的物塊(可看做質(zhì)點(diǎn))相接觸(不粘連),平臺(tái)OA段粗糙且長(zhǎng)度等于彈簧原長(zhǎng),其余位置均光滑.物塊開(kāi)始靜止于A點(diǎn),與OA段的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4.現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)水平向左的外力F,大小隨位移x變化關(guān)系如圖乙所示.物塊向左運(yùn)動(dòng)0.2m到達(dá)B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零,隨即撤去外力F,物塊在彈簧彈力作用下向右運(yùn)動(dòng),從M點(diǎn)離開(kāi)平臺(tái),落到地面上N點(diǎn),取g=10m/s2,彈簧始終在彈性限度內(nèi),則( 。
A.彈簧被壓縮過(guò)程中外力F做的功為2.5J
B.彈簧被壓縮過(guò)程中具有的最大彈性勢(shì)能為2.18J
C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功為0.32J
D.M、N兩點(diǎn)的水平距離為2m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.如圖,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為l的小車靜止在光滑的水平面上.質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).物塊和小車之間的摩擦力為f.物塊滑到小車的最右端時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離為s.在這個(gè)過(guò)程中,以下結(jié)論正確的是(  )
A.物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-f )( l+s)
B.物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為f s
C.物塊克服摩擦力所做的功為f l
D.物塊和小車增加的機(jī)械能為Fs

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

12.如圖所示,從位于水面下方300m深處的A點(diǎn),向水面持續(xù)發(fā)出兩束頻率不同的激光a、b,當(dāng)入射角都為45°時(shí),激光a恰好無(wú)法透出水面,激光b從發(fā)出至到達(dá)水面的時(shí)間為$\sqrt{3}$×10-6s,b從水面射出后,在岸邊的陡壁上距水面高為100$\sqrt{3}$處留下光點(diǎn)B.已知光在水面上方空氣中的傳播速度為3×108m/s,求:
(1)激光a的折射率;
(2)激光b的折射率;
(3)A點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,t=0時(shí)刻,電阻為R、半徑為r的單匝圓形金屬框框面恰在紙面內(nèi),金屬框從此時(shí)刻開(kāi)始以角速度ω繞其直徑做逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是( 。
A.在0~$\frac{π}{2ω}$時(shí)間內(nèi),從紙面外向里看,金屬框內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
B.在t=$\frac{π}{2ω}$時(shí)刻,金屬框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零
C.金屬框內(nèi)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i=$\frac{B{πr}^{2}ω}{R}$sinωt
D.金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{{{{2B}^{2}π}^{3}r}^{4}ω}{R}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

16.在粗糙的水平桌面上有兩個(gè)靜止的木塊A和B,兩者相距為d.現(xiàn)給A一初速度,大小為$\sqrt{6μgd}$,使A與B發(fā)生彈性正碰,碰撞時(shí)間極短.B的質(zhì)量為A的2倍.已知木塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g.求碰撞后瞬間A、B速度的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.在一節(jié)物理課上,老師讓兩位同學(xué)做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn).甲同學(xué)用手握住一直尺的上端,直尺豎直,甲同學(xué)隨時(shí)準(zhǔn)備由靜止釋放直尺.乙同學(xué)將手放在直尺下端刻度為10cm的地方,做捏住直尺的準(zhǔn)備,當(dāng)他看到甲同學(xué)釋放直尺后,就迅速地捏住直尺.結(jié)果乙同學(xué)握住了直尺刻度為30cm的地方.不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2.由以上信息可以估算出(  )
A.甲同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間為0.1秒B.乙同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間為0.2秒
C.乙同學(xué)對(duì)直尺作用力的大小D.直尺下落的加速度

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同步練習(xí)冊(cè)答案