练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （2007?北京）用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′．如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa′边和bb′边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B．方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）．
    （1）求方框下落的最大速度vm（设磁场区域在竖直方向足够长）；
    （2）当方框下落的加速度为
    g2
    时，求方框的发热功率P；
    （3）已知方框下落的时间为t时，下落的高度为h，其速度为vt（vt＜vm）．若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I0在该框内产生的热相同，求恒定电流I0的表达式．
    分析：（1）分析方框运动的过程，知道当方框匀速运动时速度最大，根据力的平衡知识求解．
    （2）方框下落加速度为
    g
    2
    时，根据牛顿第二定律得出感应电流大小，再根据焦耳定律求解．
    （3）根据能量守恒定律表示出时间t内方框内产生的热量表达式，再求出恒定电流I0的表达式．
    解答：解：（1）方框质量    m=4LAd
    方框电阻            R=ρ
    4L
    A

    方框下落速度为v时，产生的感应电动势  E=B?2Lv
    感应电流              I=
    E
    R
    =
    BAv
    2ρ

    方框下落过程，受到重力G及安培力F，
    G=mg=4LAdg，方向竖直向下
    安培力F=BI?2L=
    B2AL
    ρ
    v    ，方向竖直向上
    当F=G时，方框达到最大速度，即v=vm
    则           
    B2AL
    ρ
    vm=4LAdg
    方框下落的最大速度    vm=
    4ρd
    B2
    g
    （2）方框下落加速度为
    g
    2
    时，根据牛顿第二定律有
    mg-BI?2L=m
    g
    2
    ，
    则                I=
    mg
    4BL
    =
    Adg
    B

    方框的发热功率   P=I2R=
    4ρALd2g2
    B2

    （3）根据能量守恒定律，方框重力势能转化动能和电流产生的热量，所以有
     mgh=
    1
    2
    m
    v
    2
    t
    +
    I
    2
    0
    Rt
    I0=
    m
    Rt
    (gh-
    1
    2
    v
    2
    t
    )

    解得：恒定电流I0的表达式     I0=A
    d
    ρt
    (gh-
    1
    2
    v
    2
    t
    )

    答：（1）求方框下落的最大速度为
    4ρd
    B2
    g    ；
    （2）方框的发热功率P是
    4ρALd2g2
    B2
    ；
    （3）恒定电流I0的表达式为 A
    d
    ρt
    (gh-
    1
    2
    v
    2
    t
    )
    ．
    点评：解答这类问题的关键是通过受力分析，正确分析安培力的变化情况，找出最大速度的运动特征．
    电磁感应与电路结合的题目，感应电动势是中间桥梁．
    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：

    据新华社电：2007年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第五颗北斗导航卫星送入预定轨道，它是地球同步静止轨道卫星．在汶川抗震救灾中，北斗卫星导航定位系统全力保障了救灾部队行动，发挥了独特的优势．关于北斗导航卫星，下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    北京时间2007.10.24日18：05，中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空．同学们也对月球有了更多的关注．若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径r．（结果要用题目中的已知量表示）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010年温州市高一下学期期末统一测试物理试题 题型：选择题

    据新华社电：2007年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第五颗北斗导航卫星送入预定轨道，它是地球同步静止轨道卫星。在汶川抗震救灾中，北斗卫星导航定位系统全力保障了救灾部队行动，发挥了独特的优势。关于北斗导航卫星，下列说法正确的是（    ）

    A.该卫星定点在北京上空

    B.该卫星正常运行时不可能经过地球两极

    C.该卫星正常运行时的速度比第一宇宙速度大

    D.该卫星正常运行时的向心加速度保持不变

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010年浙江省高三10月月考物理卷 题型：选择题

    据新华社电：2007年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第五颗北斗导航卫星送入预定轨道，它是地球同步静止轨道卫星。在汶川抗震救灾中，北斗卫星导航定位系统全力保障了救灾部队行动，发挥了独特的优势。关于北斗导航卫星，下列说法正确的是（    ）

    A．该卫星定点在北京上空

    B．该卫星正常运行时不可能经过地球两极

    C．该卫星正常运行时的速度比第一宇宙速度大

    D．该卫星正常运行时的向心加速度保持不变

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案