如圖所示，質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線(xiàn)框abcd，從垂直紙面向里的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方h高度處由靜止自由下落，磁場(chǎng)高度為H，線(xiàn)框下落過(guò)程中始終在同一豎直平面內(nèi)且cd邊與磁場(chǎng)邊界都沿水平方向。
（1）請(qǐng)證明線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中任意時(shí)刻線(xiàn)框克服安培力做功的功率等于線(xiàn)框的電功率；
（2）若m=0.40kg，L=0.45m，h=0.80 m，H＝1.45m，且cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框剛好做勻速運(yùn)動(dòng)，求cd邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的加速度大��；若線(xiàn)框電阻為0.81Ω，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。╣取10m/s2）。
（3）在（2）中，若線(xiàn)框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)對(duì)其施加一豎直方向外力F，使其能以a=10m/s2的加速度豎直向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)說(shuō)明線(xiàn)框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中外力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系，并作出相應(yīng)的圖像。

    

解：（1）設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線(xiàn)框電阻為R，某時(shí)刻線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)速度為v
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv
感應(yīng)電流為
安培力為
克服安培力做功的功率為
線(xiàn)框中的電功率為
可得
（2）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)前速度為
進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中勻速運(yùn)動(dòng)則有
完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線(xiàn)框以加速度g加速下落，剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度為v2，根據(jù)機(jī)械能守恒有
線(xiàn)框剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有
上述關(guān)系式聯(lián)立，可解得a＝5m/s2
 由=4m/s
，B＝2T
（3）線(xiàn)框在F外力作用下加速進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，經(jīng)t時(shí)刻速度為v
，
根據(jù)上述方程聯(lián)立，可得
又由L＝v1t＋at2/2，可得：t＝0.1s 　　　　　　
所以有0≤t≤0.1s
F隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示
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：

如圖所示，質(zhì)量為m的球，被長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩吊起處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對(duì)小球施加水平向右的恒力F，小球開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°，小球速度恰好為0（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（選修3-5）
（1）核能是一種高效的能源．
①在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏，核反應(yīng)堆有三道防護(hù)屏障：燃料包殼，壓力殼和安全殼（見(jiàn)圖甲）．結(jié)合圖乙可知，安全殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是
混凝土
混凝土
．

②圖丙是用來(lái)監(jiān)測(cè)工作人員受到輻射情況的胸章，通過(guò)照相底片被射線(xiàn)感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到何種輻射．當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時(shí)，結(jié)合圖2分析工作人員受到了
β
β
射線(xiàn)的輻射；當(dāng)所有照相底片被感光時(shí)，工作人員受到了
γ
γ
射線(xiàn)的輻射．
（2）下列說(shuō)法正確的是
A．盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
B．受普朗克量子論的啟發(fā)，愛(ài)因斯坦在對(duì)光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說(shuō)
C．核反應(yīng)方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He屬于裂變
D．宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小，極易觀察到它的波動(dòng)性
E．根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，物體具有的能量和它的質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系
F．β衰變中產(chǎn)生的β射線(xiàn)實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
G．中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核的過(guò)程中需要吸收能量
H．升高放射性物質(zhì)的溫度，可縮短其半衰期
I．氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論可知?dú)湓拥碾妱?shì)能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大
J．對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
（3）如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的足夠長(zhǎng)的小平板車(chē)靜止在光滑水平面上，車(chē)的一端靜止著質(zhì)量為MA=2kg的物體A（可視為質(zhì)點(diǎn)）．一個(gè)質(zhì)量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度變?yōu)?00m/s，最后物體A靜止在車(chē)上．若物體A與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．（g取10m/s2）
①平板車(chē)最后的速度是多大？
②全過(guò)程損失的機(jī)械能為多少？
③A在平板車(chē)上滑行的距離為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2010?黑龍江模擬）（按題目要求作答，寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不得分）
如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物體以v0=3.4m/s的初速度在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m離開(kāi)桌子邊緣落到水平地面上，已知桌面到地面的高度h=0.80m．（不計(jì)空氣阻力g取10m/s2）
求：（1）物體離開(kāi)桌面邊緣時(shí)的速度大�。�
（2）物體落地點(diǎn)與桌子邊緣的水平距離．
（3）物體落地時(shí)的速度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2005?青浦區(qū)模擬）如圖所示，質(zhì)量為m的帶電金屬小球，用絕緣細(xì)線(xiàn)與質(zhì)量為M（M=2m）的不帶電木球相連，兩球恰能在豎直向上的足夠大且場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以速度v勻速豎直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木球升至a點(diǎn)時(shí)，細(xì)線(xiàn)突然斷裂，木球升至b點(diǎn)時(shí)速度為零．則木球速度為零時(shí)，金屬球的速度大小為
3v
3v
，a、b之間的電勢(shì)差為
Ev2
2g
Ev2
2g
．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2003?徐州一模）如圖所示，質(zhì)量為M的木板可以沿傾角為α的固定斜面無(wú)摩擦地滑下，欲使木板靜止在斜面上，木板上質(zhì)量為m的人應(yīng)以多大的加速度向下奔跑？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案