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16．如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L₁、L₂、L₃、L₄，在L₁L₂之間、L₃L₄之間存在勻強(qiáng)磁場，大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面．現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd為0.5m，質(zhì)量為0.1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置靜止釋放（cd邊與L₁重合），速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t₁時(shí)刻cd邊與L₂重合，t₂和t₃時(shí)刻ab邊分別與L₃和L₄重合，已知t₁～t₂的時(shí)間間隔為0.6s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終處于豎直方向，重力加速度g取10m/s²，在0～t₁時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25C，0～t₃時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為1.8J．

分析 t₂～t₃這段時(shí)間內(nèi)線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，線圈所受的安培力和重力平衡，根據(jù)平衡求出勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度；通過線圈在t₁～t₂的時(shí)間間隔內(nèi)，穿過線圈的磁通量沒有改變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，知ab邊剛進(jìn)磁場，cd邊也剛進(jìn)磁場，線圈的長度等于磁場寬度的2倍．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出磁場寬度，根據(jù)電荷量的經(jīng)驗(yàn)公式求解電荷量；根據(jù)能量守恒求出0～t₃這段時(shí)間內(nèi)線圈中所產(chǎn)生的電熱．

解答解：設(shè)線圈的寬度為L，在t₂～t₃時(shí)間內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡有：mg=BIL，而I= $\frac{BL{v}_{2}}{R}$ ，聯(lián)立兩式解得：v₂= $\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$ = $\frac{1×2}{{1}^{2}×0．{5}^{2}}$ m/s=8m/s，t₁～t₂的時(shí)間間隔內(nèi)線圈一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，知ab邊剛進(jìn)入上邊的磁場時(shí)，cd邊也剛進(jìn)下邊的磁場．設(shè)磁場的寬度為d，v1=則線圈的長度：L′=2d，線圈下降的位移為：x=L′+d=3d，則有：3d=v₂t- $\frac{1}{2}$ gt²，將v₂=8m/s，t=0.6s，代入解得：d=1m；在0～t₁時(shí)間內(nèi)，cd邊從L₁運(yùn)動(dòng)到L₂，通過線圈的電荷量為：q=It= $\frac{△Φ}{R}$ = $\frac{BLd}{R}$ = $\frac{1×0.5×1}{2}C$ =0.25C；
0～t₃時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得：Q=mg（3d+2d）- $\frac{1}{2}$ mv₂²=0.1×10×（3+2）J- $\frac{1}{2}$ ×0.1×8²J=1.8J．
故答案為：0.25；1.8．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵理清線圈的運(yùn)動(dòng)情況，選擇合適的規(guī)律進(jìn)行求解，本題的難點(diǎn)就是通過線圈勻加速直線運(yùn)動(dòng)挖掘出下落的位移為磁場寬度的3倍．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

16．

如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從平面直角坐標(biāo)系y軸上的A點(diǎn)進(jìn)入第四象限內(nèi)正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，粒子進(jìn)入第四象限的速度為v，沿與y軸成30°角的直線運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入第一象限，進(jìn)入第一象限后磁場不變，但電場由第四象限中水平向右的勻強(qiáng)電場E₁變?yōu)樨Q直向上的勻強(qiáng)電場E₂，沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)一段后從y軸上的C點(diǎn)水平進(jìn)入第二象限，第二、三象限中沒有磁場，電場與第一象限等大反向．已知重力加速度為g，求：
（1）E₁與E₂的比值；
（2）粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x軸負(fù)半軸上D點(diǎn)的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

17．

如圖所示是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)儀器，虛線框內(nèi)給出了原副線圈導(dǎo)線的繞法，實(shí)驗(yàn)前已查明電流表中電流從左接線柱流入時(shí)指針向左偏．
（a）用筆畫線代替導(dǎo)線在答卷對應(yīng)的圖上連接好實(shí)驗(yàn)電路．
（b）若實(shí)驗(yàn)中原線圈插入副線圈后，開關(guān)S閉合的瞬間，觀察到電流表指針向左偏，試在電路連接圖中標(biāo)出電源的正、負(fù)極．
（c）若將原線圈拔出，則拔出時(shí)電流表指針向右偏．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．如圖所示，相距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ左端連接有一平行板電容器，平行板電容器兩極板豎直放置，兩板的距離為d，兩金屬導(dǎo)軌之間還接入了一個(gè)電阻R，整個(gè)裝置被固定在水平地面上．金屬棒AB的質(zhì)量為m，電阻為r，垂直放在導(dǎo)軌上．導(dǎo)體棒所在區(qū)域和電容器所在區(qū)域整個(gè)空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B，現(xiàn)在給金屬棒AB 施加一水平向右的作用力，使金屬棒AB勻速運(yùn)動(dòng)．若一帶電微粒（不計(jì)重力）以速度v₀平行電容器極板射入電容器，恰好做直線運(yùn)動(dòng)．則下列說法正確的是（　�。�

	A．	作用在金屬棒AB水平向右的力F= $\frac{{B}^{2}Ld{v}_{0}}{R}$
	B．	金屬棒AB的速度v= $\frac{d（R+r）}{LR}$ v₀
	C．	電阻R上的電功率P= $\frac{{B}^{2}mjask66^{2}{{v}_{0}}^{2}（R+r）}{{R}^{2}}$
	D．	在時(shí)間t內(nèi)金屬棒AB上的產(chǎn)生焦耳熱Q= $\frac{{B}^{2}a6tldqc^{2}{{v}_{0}}^{2}rt}{{R}^{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．

海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能量，利用海洋的波浪可以發(fā)電，在我國南海上有一浮筒式波浪發(fā)電燈塔，其原理示意圖如圖甲所示，浮桶內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上，浮桶內(nèi)置線圈隨波浪相對磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，且始終處于磁場中，該線圈與阻值R=15Ω的燈泡相連．浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成，（圖乙中斜線陰影部分），如圖乙所示，其內(nèi)為產(chǎn)生磁場的磁體，與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計(jì)；匝數(shù)N=200的線圈所在處輻向磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，線圈直徑D=0.4m，電阻r=1Ω．取g=10m/s²，π²≈10，若浮筒隨波浪上下運(yùn)動(dòng)的速度可表示為v=0.4πsin（πt）m/s，則下列說法正確的是（　　）

	A．	波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢e的瞬時(shí)表達(dá)式為e=16sin（πt）V
	B．	燈泡中電流i的瞬時(shí)表達(dá)式為i=4sin（πt）A
	C．	燈泡的電功率為1200 W
	D．	燈泡兩端電壓的有效值為 $30\sqrt{2}$ V

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．

如圖所示，傾角為37°的光滑斜面固定在水平地面上，物體A和物體B的質(zhì)量均為m=1kg，輕繩繞過光滑定滑輪分別與物體A、物體B相連接，手托物體B使保存靜止，某時(shí)刻突然放手（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）放手后細(xì)線上的拉力；
（2）放手后物體B運(yùn)動(dòng)的加速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．

如圖所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面，導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路．導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧，兩棒的中間用細(xì)線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計(jì)．在導(dǎo)軌平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場．開始時(shí)，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)．剪斷細(xì)線后，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中（　�。�

	A．	兩根導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌形成的回路中將產(chǎn)生持續(xù)的交變電流
	B．	兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向總是相同的
	C．	兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒
	D．	兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

5．

如圖所示，在直角坐標(biāo)系的第一、二象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E，在第三、四象限中存在著寬度未知的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，x軸是其上邊界，下邊界與x軸平行的虛線PQ，一質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力），從y軸上（0，y₀）位置以初速度v₀沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場．
（1）求粒子第一次進(jìn)入磁場時(shí)速度的大小；
（2）若要使從y軸上（0，y₀）位置以大小不同的初速度沿x軸正方向射入電場的粒子都能經(jīng)磁場返回電場，求磁場的最小寬度．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．

2017年的春天比往年來得早些，在2月3日立春，很罕見，上一次發(fā)生在1897年，距今120年．圖示為某地盛開的迎春花，若某小段時(shí)間內(nèi)，該花枝繞O點(diǎn)小幅逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)過程中花枝的形狀不變），則：（　�。�

	A．	各花朵的線速度大小相等		B．	各花朵的角速度相等
	C．	距O點(diǎn)越遠(yuǎn)的花朵線速度越小		D．	距O點(diǎn)越遠(yuǎn)的花朵角速度越小

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