【題目】如圖所示,粗細均勻的矩形單匝線圈abcd固定在滑塊上,總質(zhì)量M1 kg,滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ0.5,線圈ab邊長度L12 m,線圈ad邊長度L21 m,線圈的總電阻R2 Ω;瑝K的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間的變化關(guān)系如下圖所示。t0時刻滑塊處于磁場左邊界的左側(cè)某個位置,從該時刻起滑塊在外力F的作用下以速度v3 m/s水平向右做勻速直線運動。已知ab邊到磁場下邊界的距離x0.5 m,t13 s時線圈ab邊恰好完全進入磁場,取g10 m/s2,求:

(1)線圈進入磁場的過程中a、b兩點間的電勢差Uab;

(2)04 s內(nèi)整個線圈所產(chǎn)生的焦耳熱Q

(3)04 s內(nèi)外力F所做的功WF。

【答案】(1)-0.5V(2)2.75J(3)67.5J

【解析】

(1)由閉合電路的歐姆定律求出電壓;(2)根據(jù)焦耳定律求出熱量.(3)由動能定理或能量守恒定律求出功.

(1)由圖可知,設(shè)線圈進入磁場的過程中只有bc邊上的部分切割磁感線則,感應(yīng)電動勢

ab邊的電阻

(2)設(shè)線圈從開始進入磁場到剛好完全進入磁場的時間為,焦耳熱為

則:

3s-4s時間內(nèi),abbc的上部分同時切割磁感線,所以無動生感應(yīng)電動勢

所以感生電動勢

這階段的焦耳熱

所以0-4s時間內(nèi)整個線圈所產(chǎn)生的焦耳熱

i)線圈進入磁場前線圈進入的摩擦力

該階段摩擦力做的功

ii)線圈從開始進入磁場到剛好完全進入磁場,設(shè)線圈從開始進入磁場到剛好完全進入磁場摩擦力為,摩擦力做的功為,則,即該階段隨位移均勻增大,則該階段的平均摩擦力

所以該階段摩擦力做的功

設(shè)線圈從開始進入磁場到剛好完全進入磁場安培力做的功為

ii)線圈在3s-4s時間內(nèi),設(shè)3s-4s時間內(nèi)場摩擦力為,摩擦力做的功為,則,該階段磁感應(yīng)強度隨時間均勻變大,而線圈在做勻速直線運動,易知該階段隨位移均勻增大,則該階段的平均摩擦力

所以

-4s用動能定理分析可得:

所以

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】絕緣光滑斜面與水平面成角,質(zhì)量為m、帶電荷量為-qq>0)的小球從斜面上的h高度處釋放,初速度為>0),方向與斜面底邊MN平行,如圖所示,整個裝置處在勻強磁場B中,磁場方向平行斜面向上。如果斜面足夠大,且小球能夠沿斜面到達底邊MN。則下列判斷正確的是

A. 勻強磁場磁感應(yīng)強度的取值范圍為

B. 勻強磁場磁感應(yīng)強度的取值范圍為

C. 小球在斜面做變加速曲線運動

D. 小球達到底邊MN的時間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為氣墊導(dǎo)軌,滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上滑動時摩擦很小可以忽略不計。導(dǎo)軌上的兩滑塊質(zhì)量均為m,兩滑塊上的擋光片寬度均為d。現(xiàn)用該裝置做驗證動量守恒定律實驗。

1)調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,在導(dǎo)軌上只放一個滑塊,輕推滑塊,觀察滑塊通過兩個光電門的擋光時間_______即可認為氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平了。

2)實驗時使滑塊甲從圖示位置獲得一初速度撞擊靜止在導(dǎo)軌上的滑塊乙,兩滑塊碰撞端粘有橡皮泥,碰撞后兩滑塊粘在一起。光電門1記錄了滑塊甲上的擋光片的擋光時間為t1,光電門2記錄了滑塊乙上的擋光片的擋光時間為t2。實驗數(shù)據(jù)滿足表達式__________________即可認為兩滑塊組成的系統(tǒng)遵循動量守恒定律。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,U形光滑金屬導(dǎo)軌水平放置在豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,導(dǎo)軌間距為L,在導(dǎo)軌右端連接有一個阻值為R的定值電阻。有一根長為L的導(dǎo)體棒ab與固定在O點的絕緣輕彈簧相連后垂直放置在導(dǎo)軌上,彈簧原長時導(dǎo)體棒ab在圖中的虛線位置。現(xiàn)施外力將彈簧壓縮一定的距離后松開,導(dǎo)體棒ab在導(dǎo)軌上往復(fù)運動最后停在虛線處。已知彈簧初始被壓縮時儲存的彈性勢能為Ep,在運動過程中導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)體棒ab的電阻rR,導(dǎo)軌電阻不計,則下列說法中正確的是(   )

A. 導(dǎo)體棒ab在運動過程中能產(chǎn)生交變電流

B. 定值電阻產(chǎn)生的總熱量為彈性勢能Ep的一半

C. 導(dǎo)體棒ab向右運動時安培力做負功,向左運動時做正功

D. 導(dǎo)體棒ab全程克服安培力做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱的一半

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,固定斜面PO、QO與水平面MN的夾角均為45°,現(xiàn)由A點分別以v1、v2先后沿水平方向拋出兩個小球(可視為質(zhì)點),不計空氣阻力,其中以v1拋出的小球恰能垂直于QO落于C點,飛行時間為t,以v2拋出的小球落在PO斜面上的B點,且B、C在同一水平面上,則(  )

A. 落于B點的小球飛行時間為t

B. v2gt

C. 落于C點的小球的水平位移為gt2

D. A點距水平面MN的高度為gt2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,U型玻璃細管豎直放置,水平細管與U型細管底部相連通,各部分細管內(nèi)徑相同。此時U型玻璃管左、右兩側(cè)水銀面高度差為15cm,C管水銀面距U型玻璃管底部距離為5cm,水平細管內(nèi)用小活塞封有長度為12.5cm的理想氣體AU型管左管上端封有長25cm的理想氣體B,右管上端開口與大氣相通,現(xiàn)將活塞緩慢向右壓,使U型玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平,已知外界大氣壓強為75cmHg,忽略環(huán)境溫度的變化,水平細管中的水銀柱足夠長,求:

(i)氣體B的長度;

(ⅱ)活塞移動的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有一個小燈泡上標有“4 V,2 W”的字樣,現(xiàn)要描繪這個燈泡的伏安特性圖線.有下列器材供選用:

A. 電壓表(05 V,內(nèi)阻約為10 kΩ)

B. 電壓表(010 V,內(nèi)阻約為20 kΩ)

C. 電流表(00.3 A,內(nèi)阻約為1 Ω)

D. 電流表(00.6 A,內(nèi)阻約為0.4 Ω)

E. 滑動變阻器(10 Ω,2 A

F. 學(xué)生電源(直流6 V),還有電鍵、導(dǎo)線若干

(1) 實驗中所用電壓表應(yīng)選用______,電流表應(yīng)選用_______用儀器前字母表示).

(2) 某同學(xué)根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線(如圖所示),若用電動勢為3 V、內(nèi)阻為2.5 Ω的電源給該小燈泡供電,則該小燈泡的實際功率是________W(結(jié)果保留兩位小數(shù)).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑絕緣水平面上,用絕緣細線拉著一帶負電的小球,在水平面內(nèi)繞豎直方向的軸做逆時針方向的勻速圓周運動,整個空間存在豎直向下的勻強磁場,俯視圖如圖所示。若小球運動到點時細線突然斷開,則小球此后

A. 仍做逆時針方向的勻速圓周運動,但半徑減小

B. 仍保持原來的速度大小,做勻速直線運動

C. 做順時針方向的曲線運動,但不是圓周運動

D. 做順時針方向的勻速圓周運動,半徑可能不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三個等量的點電荷,固定在正三角形的三個頂點上,A、C兩點為正電荷,B點為負電荷,DAC中點。下列說法正確的是

A. A處點電荷所受靜電力大小為F,則B處點電荷所受靜電力大小為2F

B. A處點電荷所受靜電力大小為F,則B處點電荷所受靜電力大小為F

C. 若將B處點電荷沿BD連線向D點移動,其電勢能一定逐漸減小

D. 在三個點電荷產(chǎn)生的電場中,沒有合場強為零的位置(無限遠處除外)

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