【題目】(14分)如圖所示,光滑斜面的傾角α=30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長(zhǎng)L1=1m,bc邊的邊長(zhǎng)L2=0.4m,線框的質(zhì)量m=1kg,電阻R=0.2Ω。斜面上ef線(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如B-t圖像,ef線和gh的距離s=6.9m,t=0時(shí)線框在平行于斜面向上的恒力F=10N的作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中始終做勻速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度

(1)求線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度大小和線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度v大小;

(2)求線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)求線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊運(yùn)動(dòng)到 gh線處所用的時(shí)間。

【答案】(1)5m/s2;4m/s;(2)2J;(3)1.9s

【解析】

試題分析:(1)線框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)前時(shí),做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:F-mgsinα=ma

線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度

線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中做勻速運(yùn)動(dòng),所以線框abcd受力平衡 F=mgsinα+FA

ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) E=BL1v

形成的感應(yīng)電流

受到的安培力FA=BIL1

代入數(shù)據(jù)解得:v=4m/s

(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)功能關(guān)系有Q=(F-mgsinα)L2

代入解得:Q=(10-1×10×sin30°)×0.4J=2J

(3)線框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)前時(shí),做勻加速直線運(yùn)動(dòng);進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,做勻速直線運(yùn)動(dòng);線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后至運(yùn)動(dòng)到gh線,仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng).

進(jìn)入磁場(chǎng)前線框的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同,所以該階段的加速度大小仍為a=5 m/s2,該過(guò)程有

s-L2=vt3+at32

代入得:6.9-0.4=4t+×5×t2

解得:t3=1s

因此ab邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到gh線處所用的時(shí)間為t=t1+t2+t3=1.9s

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示,木板傾斜構(gòu)成固定斜面,斜面B處裝有圖b所示的光電門(mén).

(1)如圖c所示,用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光條的寬度d________cm;

(2)裝有擋光條的物塊由A處?kù)o止釋放后沿斜面加速下滑,讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t,則物塊通過(guò)B處時(shí)的速度為________(用字母d、t表示);

(3)測(cè)得AB兩處的高度差為H、水平距離L.已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,為了完成實(shí)驗(yàn),需要驗(yàn)證的表達(dá)式為________________.(用題中所給物理量符號(hào)表示)

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【題目】中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了量子反;魻栃(yīng),楊振寧稱(chēng)這一發(fā)現(xiàn)是諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的成果.如圖所示, 厚度為h,寬度為d的金屬導(dǎo)體,當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí),在導(dǎo)體上下表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差,這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng).下列說(shuō)法正確的是

A.上表面的電勢(shì)高于下表面電勢(shì)

B.僅增大h時(shí),上下表面的電勢(shì)差增大

C.僅增大d時(shí),上下表面的電勢(shì)差減小

D.僅增大電流I時(shí),上下表面的電勢(shì)差減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于機(jī)械振動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(   )

A. 往復(fù)運(yùn)動(dòng)就是機(jī)械振動(dòng)

B. 機(jī)械振動(dòng)是靠慣性運(yùn)動(dòng)的,不需要有力的作用

C. 機(jī)械振動(dòng)是受回復(fù)力作用

D. 回復(fù)力是物體所受的合力

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【題目】做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)其位移為負(fù)時(shí),以下說(shuō)法正確的是(  )

A. 速度一定為正值,加速度一定為負(fù)值

B. 速度一定為負(fù)值,加速度一定為正值

C. 速度不一定為負(fù)值,加速度不一定為正值

D. 速度不一定為負(fù)值,加速度一定為正值

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【題目】如圖所示,在某一電場(chǎng)中有一條直電場(chǎng)線,在電場(chǎng)線上取AB兩點(diǎn),將一個(gè)電子由A點(diǎn)以某一初速度釋放,它能沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰為零,電子運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示。則下列判斷正確的是( )

A. B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定小于A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

B. B點(diǎn)的電勢(shì)一定低于A點(diǎn)的電勢(shì)

C. 電子在A點(diǎn)的加速度一定小于在B點(diǎn)的加速度

D. 該電場(chǎng)若是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的,則場(chǎng)源電荷一定在A點(diǎn)左側(cè)

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A. 動(dòng)能 B. 位移 C. D. 質(zhì)量

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A. 觀察、實(shí)驗(yàn)的方法 B. 建立理想模型的方法

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(1)滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)地板的壓力;

(2)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足什么條件(用g、R表示)

(3)小物體最終停在距A點(diǎn)多遠(yuǎn)處?(假設(shè)小物體每次與彈簧碰撞時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失)

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