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如图(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量1kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=2m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势0.8V,在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场。此过程中v-t图象如图(b)所示,那么恒力F的大小为_______ N,线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为________ m/s。
0.25 ;1
解答:解:在t=1-3s内,线框做匀加速运动,没有感应电流,线框不受安培力,则有  F=ma,由速度-时间图象的斜率表示加速度,求得 a=m/s2=0.5m/s2,则得F=0.5N.
由b图象看出,在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场时与线框进入时速度相同,则线框出磁场与进磁场运动情况完全相同,则知线框完全离开磁场的瞬间位置3速度与t=1s时刻的速度相等,即为1m/s.故线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为1m/s.
故答案为:0.5 ,1
点评:本题要抓住速度-时间图象的斜率表示加速度.根据加速度的变化判断物体的受力情况.还注意分析线框出磁场与进磁场运动情况的关系,就能正确解答.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场有理想边界,用力将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出,在其他条件不变的情况下(    )
A.速度越大,拉力做功越多
B.线圈边长L1越大,拉力做功越多
C.线圈边长L2越大,拉力做功越多
D.线圈电阻越大,拉力做功越多

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置、间距为d的平行金属板R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。

(1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v。
(2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的Rx

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

【2012? 北京市西城区期末】如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,两轨道间的宽度L=0.50m。轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=0.40T,方向竖直向下的匀强磁场中。质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置。在沿着轨道方向向右的力F作用下,导体棒由静止开始运动,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻,不计空气阻力。

(1)若力F的大小保持不变,且F=1.0N。求
a.导体棒能达到的最大速度大小vm
b.导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒的加速度大小a。
(2)若力F的大小是变化的,在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小a=2.0m/s2。从力F作用于导体棒的瞬间开始计时,经过时间t=2.0s,求力F的冲量大小I。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)在地面附近的真空室中,水平平行虚线PQMN间有方向水平且垂直于纸面的匀强磁场,PQMN相距为2L。一个边长为L、质量为m的均匀金属框abcd,总电阻为R,处于竖直面内,ab边距PQL。让金属框由静止开始下落,运动中保证金属框始终在竖直平面内且ab边与PQ平行,当金属框ab边刚进入磁场,金属框即开始做匀速运动。已知重力加速度为g,求

(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)金属框从开始运动至其ab边刚要出磁场的过程中,金属框产生的焦耳热Q
(3)金属框ab边刚要出磁场时的速度v

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,竖直放置的光滑金属导轨相距L=0.2m,匀强磁场方向垂直纸面向里且B=0.5T、R=2Ω的电阻,导轨电阻可忽略不计。今把m=8g的导体棒MN放在导轨上,棒与导轨垂直,接触良好,金属棒的最大速度为       m/s。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,PQ、MN是两条平行金属轨道,轨道平面与水平面的夹角为θ,轨道之间连接电阻R。在空间存在方向垂直于轨道平面的匀强磁场。金属杆ab以一定的初速度沿轨道从底端上滑的过程中,金属棒克服重力做功W1,动能的减小量为ΔE,回路中的电流产生的热量为Q1,金属杆与轨道间摩擦产生的热量为Q2。则下列关系式中正确的是(         )
W1+Q1=ΔE+Q2 B.W1+ΔE=Q1+Q2 C.W1-ΔE=Q1+Q2  D.W1+Q1=ΔE-Q2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MNPQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始沿斜面向上运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求:   
(1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)4.0s末力F的瞬时功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,正方形导线框abcd匀速穿过一匀强磁场区域。磁场区域的宽度为L、磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;导线框的电阻为R,边长为2L,在穿过磁场的整个过程中,导线框ab、cd两边始终保持与磁场边界平行,导线框平面始终与磁场方向垂直;导线框的速度大小为v,方向垂直于cd边,规定电流沿。为正方向。
(1)请在图乙中作出cd边进人磁场到ab边离开磁场的过程中,导线框中感应电流随位移变化的i—x图像;(标出纵坐标的值)
(2)求在上述过程中导线框所产生的焦耳热Q。

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