11.質量m=0.16kg,長l=0.5m,寬d=0.1m,電阻R=0.4Ω的矩形線圈,從h1=5m高處自由下落,進入一個勻強磁場,當當線圈的下邊cd剛進入磁場時,線圈恰好做勻速直線運動,已知線圈cd邊通過磁場所用的時間t=0.15s.(去g=10m/s2).
(1)磁場的磁感應強度B;
(2)磁場區(qū)域的高度h2

分析 (1)線框從h1高度處由靜止自由下落,由高度求出線框剛進磁場時速度,根據(jù)感應電動勢公式和歐姆定律求出電流大小,由楞次定律判斷電流方向.
(2)線框在磁場中做勻加速直線運動,位移為h2-L,加速度為g,結合初速度求出時間.

解答 解:(1)對線圈由自由落體規(guī)律有:${v}_{\;}^{2}=2g{h}_{1}^{\;}$
線圈剛進磁場時產(chǎn)生的感應電動勢為:E=Bdv
線圈剛進磁場時產(chǎn)生的感應電流為:$I=\frac{E}{R}$
線圈剛進磁場時受到的安培力為:F=BId
線圈剛進磁場時做勻速直線運動有:F=mg
聯(lián)立以上各式解之得:B=0.8T
(2)cd進磁場時的時間為:${t}_{1}^{\;}=\frac{L}{v}=0.05s$
整個線圈在磁場中運動的時間為:${t}_{2}^{\;}=t-{t}_{1}^{\;}=0.1s$
整個線圈在磁場中勻加速直線運動的位移為:$x=v{t}_{2}^{\;}+\frac{1}{2}g{t}_{2}^{2}=1.05m$
所以磁場區(qū)域的高度為:${h}_{2}^{\;}=L+x=1.55m$
答:(1)磁場的磁感應強度B為0.8T;
(2)磁場區(qū)域的高度h2為1.55m

點評 本題在電磁感應中屬于常規(guī)題,從力的角度研究電磁感應現(xiàn)象,根據(jù)受力情況分析線圈的運動情況,并運用運動學公式求解高度.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.關于時間間隔和時刻,下列說法中正確是( 。
A.時間和時刻的區(qū)別在于長短不同,長的是時間,短的是時刻
B.兩個時刻之間的間隔是一段時間間隔
C.第3秒末和第4秒初的間隔是一秒
D.第3秒內和第4秒內經(jīng)歷的時間間隔不一樣

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示,t=0時刻,質量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,0~$\frac{T}{3}$時間內微粒勻速運動,T時刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出,微粒運動過程中未與金屬板接觸.重力加速度的大小為g,關于微粒在0~T時間內運動的描述,正確的是( 。
A.末速度大小為$\sqrt{2}$v0B.末速度沿水平方向
C.重力勢能減少了$\frac{1}{2}$mgdD.電場力做功為$\frac{1}{2}$mgd

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖甲所示,一個電阻值為R,匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路,線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖乙所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導線的電阻不計.在0至t1時間內通過R1的電流大小和方向.( 。
A.電流大小為$\frac{πn{B}_{0}{r}_{1}^{2}}{3R{t}_{0}}$,電流方向由a到b通過R1
B.電流大小為$\frac{πn{B}_{0}{r}_{2}^{2}}{3R{t}_{0}}$,電流方向由a到b通過R1
C.電流大小為$\frac{πn{B}_{0}{r}_{1}^{2}}{3R{t}_{0}}$,電流方向由b到a通過R1
D.電流大小為$\frac{πn{B}_{0}{r}_{2}^{2}}{3R{t}_{0}}$,電流方向由b到a通過R1

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.某興趣小組自制一小型發(fā)電機,使線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸轉動,穿過線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化的圖象如圖所示,線圈轉動周期為T,線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em.則( 。
A.在t=$\frac{T}{4}$時,磁場方向與線圈平面平行
B.在t=$\frac{T}{2}$時,線圈中的磁通量變化率最小
C.在t=$\frac{T}{2}$時,線圈中電動勢的瞬時值最大
D.若線圈轉速增大為原來的2倍,則線圈中電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

16.如圖為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖.

(1)某同學按照正確操作選的紙帶如圖1所示,其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點,打點頻率為50Hz,該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖中(單位:cm),重錘的質量為m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s2.根據(jù)以上數(shù)據(jù)當打點計時器打到B點時,重物重力勢能的減少量為0.550J,動能的增加量為0.545 J.(要求計算結果均保留三位有效數(shù)字)
(2)通過作圖2象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù),提高實驗的準確程度.從紙帶上選取多個點,測量從起始點O到其余各點的下落高度h,并計算各點速度的平方v2,然后以$\frac{1}{2}$v2為縱軸,以下落高度h為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖線.若在實驗誤差允許的范圍內,圖線是一條過原點的直線,驗證了機械能守恒定律,則圖線斜率表示的物理量是重力加速度g.
(3)在實驗過程中,以下說法正確的是D(單項選擇題)
A.實驗中摩擦不可避免,紙帶越短克服摩擦做功越小,因此,實驗選取紙帶越短越好
B.實驗中用天平稱出重物的質量是必不可少的步驟
C.測出重物下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度
D.若紙帶前面幾點較為密集且不清楚,可以舍去前面比較密集的點,合理選取一段打點比較清晰的紙帶,同樣可以驗證.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.矩形導線框abcd固定在勻強磁場中,如圖甲所示,磁感線的方向與導線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里,磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,則( 。
A.從0到t1時間內,導線框中電流的方向為adcba
B.從t1到t2時間內,導線框中電流不變
C.t1時刻,導線框中電流為0
D.從t1到t2時間內,導線框bc邊受到安培力大小保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

20.甲乙兩個同學共同做“驗證牛頓第二定律”的實驗,裝置如圖所示.  
①兩位同學用砝碼盤(連同砝碼)的重力作為小車(對象)受到 的合外力,需要平衡桌面的摩擦力對小車運動的影響.他們將長木板的一端適當墊高,在不掛砝碼盤的情況下,小車能夠自由地做勻速直線運動.另外,還應滿足砝碼盤(連同砝碼)的質量m遠小于小車的質量M.(填“遠小于”、“遠大于”或“近似等于”)接下來,甲同學研究:在保持小車的質量不變的條件下,其加速度與其受到的牽引力的關系;乙同學研究:在保持受到的牽引力不變的條件下,小車的加速度與其質量的關系.
②甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量,就能得出小車的加速度a.圖2是某次實驗所打出的一條紙帶,在紙帶上標出了5個計數(shù)點,在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出,圖中數(shù)據(jù)的單位是cm.實驗中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以算出小車的加速度a=0.343m/s2.(結果保留三位有效數(shù)字)
③乙同學通過給小車增加砝碼來改變小車的質量M,得到小車的加速度a與質量M的數(shù)據(jù),畫出a-$\frac{1}{M}$圖線后,發(fā)現(xiàn):當$\frac{1}{M}$較大時,圖線發(fā)生彎曲.于是,該同學后來又對實驗方案進行了進一步地修正,避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象.那么,該同學的修正方案可能是A.
A.改畫a與$\frac{1}{M+m}$的關系圖線      B.改畫a與(M+m)的關系圖線
C.改畫 a與$\frac{m}{M}$的關系圖線            D.改畫a與$\frac{1}{(M+m)^{2}}$的關系圖線.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖所示,豎直環(huán)A半徑為r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右兩側各有一擋板固定在地上,B不能左右運動,在環(huán)的最低點靜放有一小球C,A、B、C的質量均為m,現(xiàn)給小球一水平向右的瞬時速度v,小球會在圓環(huán)內側做圓周運動,為保證小球能通過環(huán)的最高點,且不會使環(huán)在豎直方向上跳起,初速度v必須滿足( 。
A.最小值為$\sqrt{4gr}$B.最大值為$\sqrt{6gr}$C.最小值為$\sqrt{5gr}$D.最大值為$\sqrt{7gr}$

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