15.在光滑水平面上,有一個粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd,在水平外力的作用下,從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運動,穿過勻強磁場,平行磁場區(qū)域的寬度大于線框邊長,如圖甲所示.測得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運動時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.已知圖象中四段時間分別為△t1、△t2、△t3、△t4.在△t1、△t3兩段時間內(nèi)水平外力的大小之比1:1;若已知△t2:△t3:△t4=2:2:1,則線框邊長與磁場寬度比值為7:18.

分析 線框未進入磁場時沒有感應(yīng)電流,水平方向只受外力作用.可得△t1、△t3兩段時間內(nèi)水平外力的大小相等.
設(shè)線框加速度a,bc邊進入磁場時速度v,根據(jù)運動學(xué)位移公式得到三段位移與時間的關(guān)系式,即可求出則線框邊長與磁場寬度比值.

解答 解:因為△t1、△t3兩段時間無感應(yīng)電流,即無安培力,則線框做勻加速直線運動的合外力為水平外力.所以△t1、△t3兩段時間內(nèi)水平外力的大小相等.
即水平外力的大小之比為1:1.
設(shè)線框加速度a,bc邊進入磁場時速度v,△t2=△t3=2△t4=2△t,線框邊長l,磁場寬L
根據(jù)三段時間內(nèi)線框位移,得:
  v•2△t+$\frac{1}{2}$a(2△t)2=l
  v•4△t+$\frac{1}{2}$a(4△t)2=L
  v•5△t+$\frac{1}{2}$a(5△t)2=l+L
解得:$\frac{l}{L}$=$\frac{7}{18}$
故答案為:1:1,7:18.

點評 此題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識的綜合,根據(jù)圖象上獲取的信息,結(jié)合E=Blv分析線框的運動情況是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
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5.如圖所示,一個質(zhì)量為12kg的物體以v0=12m/s的初速度沿著水平地面向左運動,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,物體始終受到一個水平向右、大小為12N的恒力F作用(g=10m/s2).求:
①物體運動的加速度大小和方向;
②5s末物體受到地面的摩擦大小和方向;
③5s內(nèi)物體的位移.

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6.如圖所示,N(N>5)個小球均勻分布在半徑為R的圓周上,圓周上P點的一個小球所帶電荷量為-2q,其余小球帶電量為+q,圓心處的電場強度大小為E.若僅撤去P點的帶電小球,圓心處的電場強度大小為( 。
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3.如圖所示,電場中的一簇電場線關(guān)于y軸對稱分布,O點是坐標(biāo)原點,M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個圓周上的四個點,其中M、N在y軸上,Q點在x軸上,則(  )
A.M點電勢比P點電勢高
B.OM間的電勢差等于NO間的電勢差
C.將一負(fù)電荷從M點移到P點,電場力做正功
D.正電荷在O點和Q點的電勢能相等

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖所示,兩端開口的彎管,左管插入水銀槽中,管內(nèi)外高度差為h1,右管有一段水銀柱,高度差為h2,中間封有一段空氣.則 ( 。
A.若大氣壓升高,h1減小
B.若環(huán)境溫度升高,h2增大
C.若把彎管向上移動少許,則管內(nèi)氣體體積不變
D.若把彎管向下移動少許,則管內(nèi)氣體壓強增大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.一電流表的量程標(biāo)定不準(zhǔn)確,某同學(xué)利用該電流表的實際量程Im.所用器材有:量程不準(zhǔn)的電流表A1,內(nèi)阻r1約為10.0Ω,量程標(biāo)稱為5.0mA;標(biāo)準(zhǔn)電流表A2,內(nèi)阻r2=45.0Ω,量程1.0mA;標(biāo)準(zhǔn)電阻R1,阻值10.0Ω;滑動變阻器R,總電阻為15.0Ω;電源E,電動勢3.0V,內(nèi)阻不計;保護電阻R2;開關(guān)S;導(dǎo)線.回答下列問題:
(1)在如圖所示的實物圖上完成剩余部分的連線.
(2)根據(jù)連線圖判斷,開關(guān)S閉合前,滑動變阻器的滑動端c應(yīng)滑動至a端.(填a端,b端)
(3)開關(guān)S閉合后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動端,使電流A1表滿值;若此時電流表A2的示數(shù)為I2,則A1的量程Im=$\frac{{I}_{2}^{\;}{(r}_{2}^{\;}{+R}_{1}^{\;})}{{r}_{1}^{\;}}$(用所給字母表示)

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A.大小和方向均不變B.大小不變,方向改變
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