如圖甲所示，質(zhì)量為m、電阻為R的矩形線圈平放在光滑水平面上，矩形線圈ab、bc邊分別長為L和2L，足夠大的有界勻強磁場垂直于水平面向下，線圈一半在磁場內(nèi)，另一半在磁場外，磁感強度為B0．t=0時刻磁感強度開始均勻減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，并在磁場力作用下開始運動，v-t圖象如圖乙所示，圖中斜向虛線為v-t圖線上O點的切線，標(biāo)出的t1、t2、v0為已知量．求：

（1）t=0時刻線圈的加速度；
（2）磁感強度的變化率；
（3）t2時刻矩形線圈回路的電功率．
分析：（1）速度時間圖線切線的斜率表示瞬時加速度，根據(jù)圖線斜率求出t=0時刻線圈的加速度．
（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路歐姆定律以及安培力的公式求出初始時刻加速度的表達(dá)式，從而得出磁感應(yīng)強度的變化率．
（3）線圈在t2時刻已做勻速直線運動，有兩種可能，一種磁感應(yīng)強度已減小為零，一種磁感應(yīng)強度不為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢的大小，從而求出電功率的大�。�
解答：解：（1）因為圖線切線的斜率表示加速度，則a=
v0
t1

（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，E1=L2
△B
△t
，
根據(jù)閉合電路歐姆定律得，I=
E1
R
，
安培力F=B0IL，F(xiàn)=ma，
得
B0L3
R
△B
△t
=m
v0
t1
，
則
△B
△t
=
mv0R
B0t1L3
．
（3）線圈在t2時刻已做勻速直線運動，有兩種可能：
①磁感強度已減為零，所以回路的電功率P=0
②磁感強度不為零，線圈已完全進(jìn)入磁場，E2=
△B
△t
?2L2=
2mv0R
B0t1L
，P=
E22
R
=
4m2v02R
B02t12L2
．
答：（1）t=0時刻線圈的加速度a=
v0
t1
．
（2）磁感強度的變化率為
△B
△t
=
mv0R
B0t1L3
．
（3）磁感強度已減為零，則回路的電功率P=0．
磁感強度不為零，P=
4m2v02R
B02t12L2
．
點評：本題綜合考查了法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律以及電磁感應(yīng)與力學(xué)的綜合，還考查了學(xué)生的讀圖能力，綜合性較強，需加強訓(xùn)練．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°固定斜面上（斜面足夠長），對物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時間t1=1s時撤去拉力，物體運動的部分v-t圖象如圖乙所示，取g=10m/s2．試求：
（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)和拉力F的大�。�
（2）t=6s時物體的速度，并在乙圖上將t=6s內(nèi)物體運動的v-t圖象補畫完整，要求標(biāo)明有關(guān)數(shù)據(jù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定斜面底端（物體在斜面上，斜面足夠長），對物體施加平行于斜面向上的恒力F，若作用時間t1=1s后撤去拉力，物體運動的部分v-t圖象如圖乙所示，試求：（已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）拉力F的大小及斜面與物體間的動摩擦因數(shù)；
（2）t=4s末物體與斜面底部的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，質(zhì)量為m=5g，長l=10cm的銅棒，用長度亦為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=
1
3
T．未通電時，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=53°，求此棒中恒定電流的大�。�
精英家教網(wǎng)
某同學(xué)的解法如下：對銅棒進(jìn)行受力分析，通電時導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示（側(cè)視圖）．
當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ=53°時，棒受力平衡，有：tanθ=
F
mg
=
BIl
mg
               I=
mgtanθ
Bl
=
0.005×10×
4
3
1
3
×0.01
=20A
（1）請你判斷，他的解法是否正確？錯誤的請指出錯誤所在，并改正．
（2）此棒的最大動能是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長的斜面上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，t1=1s時撤去拉力，物體運動的部分v-t圖象如圖乙所示．試求：
（1）物體沿斜面上滑的最大位移．
（2）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ及拉力F的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，質(zhì)量為m=0.5kg、電阻r=1Ω的跨接桿ab可以無摩擦地沿水平固定導(dǎo)軌滑行，導(dǎo)軌足夠長，兩導(dǎo)軌間寬度為L=1m，導(dǎo)軌電阻不計，電阻R1=1.5Ω，R2=3Ω，裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=1T．桿從x軸原點O以水平初速度向右滑行，直到停止．已知桿在整個運動過程中v隨位移x變化的關(guān)系如圖乙所示．求：
（1）在桿的整個運動過程中，電流對電阻R1做的功，
（2）在桿的整個運動過程中，通過電阻R1的電量，
（3）要使R1產(chǎn)生1J的熱量，桿需向右移動的距離及此時R1的功率．

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同步練習(xí)冊答案