19.如圖所示,一矩形線圈abcd置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)左側(cè),bc邊恰在磁場(chǎng)邊緣,磁場(chǎng)寬度等于線框ab邊的長(zhǎng),ab=0.5m、bc=0.3m,線框總電阻為0.3Ω.當(dāng)用0.6N的水平向右拉線框時(shí),線框恰能以8m/s的速度勻速向右移動(dòng).求:
(1)線框移入和移出磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小和方向;
(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的全過(guò)程中,外力對(duì)線框做的功;
(3)在此過(guò)程中線框中產(chǎn)生的電能.

分析 線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),dc邊切割磁感線,由右手定則可知,電流方向?yàn)閏dab,即逆時(shí)針.線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),ab邊切割磁感線,由右手定則可知,電流方向?yàn)閎adc,即順時(shí)針.
由E=BLv可以求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);由歐姆定律可以求出感應(yīng)電流.線框勻速穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí),外力對(duì)線框做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,由焦耳定律求解.

解答 解:(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),bd邊切割磁感線,由右手定則可知,電流方向?yàn)閏dba,即逆時(shí)針.
線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),ab邊切割磁感線,由右手定則可知,電流方向?yàn)閎dca,即順時(shí)針.
線框進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),由法拉第電磁感應(yīng)定律,電動(dòng)勢(shì)均為E=BLv,
代入數(shù)據(jù)得:E=2V.
由歐姆定律得線框中的電流為:I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{0.3}$=$\frac{20}{3}$A
(2)線框全部通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間為:t=$\frac{2{L}_{ab}}{v}$=$\frac{2×0.5}{8}$s=0.125s
則線框中產(chǎn)生的電能為:Q=I2Rt=($\frac{20}{3}$)2×0.3×0.125J=$\frac{5}{3}$J.
(3)由于線框勻速穿過(guò)磁場(chǎng),外力對(duì)線框做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,則得外力對(duì)線框做的功為:
W=Q=$\frac{5}{3}$J
答:(1)線框移入和移出磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2V,感應(yīng)電流的大小$\frac{20}{3}$A,方向先逆時(shí)針后順時(shí)針;
(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的全過(guò)程中,外力對(duì)線框做的功$\frac{5}{3}$J;
(3)在此過(guò)程中線框中產(chǎn)生的電能$\frac{5}{3}$J.

點(diǎn)評(píng) 電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題,近幾年高考中出現(xiàn)的較為頻繁,在解題時(shí)涉及的內(nèi)容較多,同時(shí)過(guò)程也較為復(fù)雜.此題要搞清楚cd邊的電壓的含義.

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:解答題

9.在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,為了研究質(zhì)量不變時(shí),加速度和作用力的關(guān)系,一位同學(xué)將一端帶滑輪的木板放在水平桌面上,安裝好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,而后連續(xù)做了五次實(shí)驗(yàn).在做第一次實(shí)驗(yàn)時(shí),砂和砂桶的總質(zhì)量為m1,小車質(zhì)量M=20m1,以后每次在砂桶里增加質(zhì)量為△m的砂子,△m=$\frac{1}{2}$m1.這五次實(shí)驗(yàn)中,若用砂和砂桶的總重力表示小車所受的合力,則第五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)誤差最大,按這五組數(shù)據(jù)畫出的a-F圖象應(yīng)是下列圖中的C.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

10.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10.00rn/s2,實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示.選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A,B,C,D,經(jīng)測(cè)量知道A,B,C,D相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為7.22cm,7.58cm,7.97cm,根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下B、C點(diǎn)時(shí),重物的速度分別為vB=3.70m/s,vc=3.89m/s;若從B到C,重物重力勢(shì)能的減少量為E1,動(dòng)能的增加量為E2;則根據(jù)上面數(shù)據(jù),其計(jì)算結(jié)果E1大于E2(填大于小于等于).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.在學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)上舉行了師生共同參與的50米往返障礙接力比賽,每個(gè)班級(jí)代表隊(duì)由老師、學(xué)生共20人組成,以代表隊(duì)總用時(shí)來(lái)進(jìn)行評(píng)獎(jiǎng).運(yùn)動(dòng)過(guò)程可簡(jiǎn)化為下面的情景,如圖,運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿直線勻加速,達(dá)到最大速度勻速,再勻減速,在B點(diǎn)時(shí)速度減為0,然后繞過(guò)障礙物,在C點(diǎn)繼續(xù)由靜止沿直線至D點(diǎn),在D點(diǎn)時(shí)將接力棒交給位于A處的下一位運(yùn)動(dòng)員繼續(xù)比賽,已知小明奔跑時(shí)最大速度為10m/s,其加速減速過(guò)程均可看做勻變速運(yùn)動(dòng),且加速度大小均為5m/s2

(1)若小明跑本班第一棒,試畫出其由A至B運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象.
(2)已知楊老師奔跑時(shí)最大速度為8m/s,其加速減速過(guò)程也可看做勻變速運(yùn)動(dòng),且加速度大小均為4m/s2,楊老師跑最后一棒,其過(guò)障礙物用時(shí)to=2s,試求其參加比賽所用最少時(shí)間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.如圖甲所示,斜面的傾角為α=37°,一個(gè)總質(zhì)量為m=75kg的滑雪者從離斜面底端距離為s=8m處由靜止開(kāi)始沿斜面自由下滑,已知雪橇與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,不計(jì)空氣阻力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

(1)滑雪者下滑的加速度a為多大?
(2)滑雪者下滑至斜面底端時(shí)的速度為多大?
(3)若滑雪者在斜面底端時(shí),只依靠慣性上滑至原來(lái)的位置(如圖乙),那么滑雪者在斜面底端時(shí)必須獲得一定的初速度v,而這一初速度v至少為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.如圖所示,在豎直面內(nèi)有半徑為R的半圓形內(nèi)部光滑細(xì)圓管BCD,圓心O和圓管最低點(diǎn)C的連線與水平地面垂直,現(xiàn)有質(zhì)量為m小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),從距B點(diǎn)正上方2R處的A點(diǎn)自由下落后從管口B進(jìn)入,取重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,求小球剛到達(dá)圓管C點(diǎn)時(shí)
(1)速度大小;
(2)小球?qū)A管的壓力大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

11.如圖所示,用繩子一端系在汽車上,另一端系在高的樹(shù)干上,兩端點(diǎn)間繩長(zhǎng)10米,用300牛的拉力把水平繩子的中點(diǎn)往下拉離原位置0.5米,不考慮繩子的重力和伸長(zhǎng)量,則繩子作用在汽車上的力的大小為1500N.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.豎直平面內(nèi)有一個(gè)$\frac{1}{4}$圓弧AB,OA為水平半徑,現(xiàn)從圓心O處(取處OA的水平面為零重力勢(shì)能面,不計(jì)空氣阻力)以一定的初速度水平拋出一個(gè)小球,小球剛好落到圓弧的中點(diǎn),則小球的初動(dòng)能與小球落到圓弧上時(shí)的重力勢(shì)能之比為( 。
A.$\frac{2-\sqrt{2}}{2}$B.$\frac{\sqrt{2}}{2}$C.-$\frac{1}{2}$D.-$\frac{1}{4}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.立定縱跳摸高是中學(xué)生常見(jiàn)的一種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,起跳前先屈膝下蹲,然后腳掌用力蹬地,伸展身體,兩臂上揮,豎直向上跳起至最高點(diǎn),小剛同學(xué)在一次立定縱跳摸高中消耗的能量約為( 。
A.4×102JB.4×103JC.4×104JD.4×105J

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案