练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L1=1.0m，bd长L2=0.5m，线框的质量m=0.2kg，电阻R=2Ω．其下方有一较大匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向与线框平面垂直．如图所示，令线框的dc边从离磁场区域上边界的距离为h=0.7m处自由下落．已知线框的dc边进入磁场以后，ab边到达边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值．从线框开始下落，到ab边完全进入磁场的过程中（g取10m/s2），求
    （1）线框的最大加速度；   
    （2）线框的最大速度；
    （3）电路中产生的热量Q．
    分析：（1）线框最大加速度为自由落体加速度
    （2）线框进入磁场的过程中分为两个过程，一是开始做加速度逐渐减小的加速运动，直到达到最大速度，当其重力与安培力相等时，速度达到最大，二是做匀速运动，直到cd边到达磁场区域下边界NN′
    （3）线框受重力和安培力作用，安培力做的负功等于产生的热量，也可以由能量守恒定律求解
    解答：解：（1）线框最大加速度为自由落体加速度：a=g
    （2）依题意，线框的ab边到达磁场边界PP′之前的某一时刻线框的速度达到这一阶段速度最大值，以v0表示这一最大速度，则有：E=BL1v0
    线框中电流：I=
    E
    R
    =
    BL1v0
    R

    作用于线框上的安培力：F=BL1I=
    B2L
    2
    1
    v    0
    R

    速度达到最大值条件是：F=mg
    所以有：v0=
    mgR
    B2L
    2
    1
    =
    0.2×10×2
    12×12
    m/s    =4 m/s．
    （3）dc边继续向下运动过程中，直至线框的ab边达到磁场的上边界PP′，线框保持速度v0不变，故从线框自由下落至ab边进入磁场过程中，由能量守恒得：
    mg（h+L2）=
    1
    2
    m
    v
    2
    0
    +Q
    Q=mg（h+L2）-
    1
    2
     
     
     
    m
    v
    2
    0
    =0.2×10(0.7+0.5)-
    1
    2
    ×0.2×42J    =0.8 J
    答：（1）线框的最大加速度为g；
    （2）线框的最大速度4m/s；
    （3）电路中产生的热量0.8J．
    点评：本题是电磁感应中的力学问题，考查电磁感应、动能定理、平衡条件等知识综合应用和分析能力
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L1=1.0m，bd长L2=0.5m，线框的质量m=0.2kg，电阻R=2Ω．其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行，两边界间距离为H，H＞L2，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向与线框平面垂直．如图所示，令线框的dc边从离磁场区域的上边界PP′的距离为h=0.7m处自由下落，已知在线框的dc边进入磁场以后，ab边到达边界PP′之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值．试求：
    （1）线框在ab边到达PP′之前的最大速度
    （2）从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中，磁场作用于
    线框的安培力做的总功（取g=10m/s2）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2006?海淀区二模）如图所示，位于竖直平面内的矩形平面单匝导线框abcd，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上边界PP′水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直．已知磁场的磁感应强度为B，线框ab边长为L1，ad边长为L2，线框质量为m．令线框的dc边从离磁场区域边界PP′的高度为h处由静止开始下落，线框刚好匀速进入磁场区域．
    （1）求线框的电阻R．
    （2）求线框在进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量q．
    （3）若将线框从dc边离磁场区域边界PP′的高度为H处由静止开始下落，当线框的一半进入磁场时，线框刚好开始匀速下落，求线框进入磁场过程中，安培力做的总功W．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，位于竖直平面内的矩形单匝导线框abcd，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上边界PP?水平且与ab边平行，方向与线框平面垂直．已知磁场的磁感应强度为B，线框边长ab=L1，ad=L2，线框质量为m．令线框的dc边从距磁场区域边界PP?的高度h处由静止开始下落，线框刚好匀速进入磁场区域．
    （1）求线框的电阻R．
    （2）求线框在进入磁场的过程中，通过线框导线横截面积的电荷量q．
    （3）若将线框从dc边距磁场区域边界PP?的高度H处由静止开始下落，当线框的一半进入磁场时，线框刚好开始匀速下落，求线框进入磁场的过程中产生的焦耳热Q．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd，ab长L1=1.0m，是水平的，bd长L2＝0.5m，线框的质量m＝0.2kg，电阻R＝2Ω，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行，两边界间距为H，H＞L，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向与线框平面垂直，令线框的dc边从离磁场上边界的距离为h＝0.7 m处自由下落，已知线框的dc边进入磁场后，ab边到达PP′之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值，问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中，磁场作用于线框的安培力做的总功是多少？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案