题目内容
【题目】如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2,且L2<d,线圈质量m,电阻为R。现将线圈由静止释放,测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时,其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求:
(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小;
(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动,求出该过程最小速度v;
(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。
【答案】(1) (2) (3)2mgd
【解析】⑴,,
,
⑵3位置时线圈速度最小,而3到4线圈是自由落体运动因此有,得
(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热,线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热,而2、4位置动能相同。
由能量守恒
由对称性可知:
本题考查电磁感应定律与力学的综合应用问题,线圈进入磁场区之前先根据线圈自由下落求出进入磁场的初速度,再利用感应电动势计算公式计算感应电流;再根据自由落体中的速度关系计算出最小速度;根据能量的观点可计算出整个过程产生的焦耳热;
【题目】(1)在做“探究平抛运动”的实验时,让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹.下面列出了一些操作要求,将正确的选项前面的字母填在横线上________.
A.调节斜槽的末端保持水平 |
B.每次释放小球的位置必须不同 |
C.每次必须由静止释放小球 |
D.记录小球位置用的凹槽每次必须严格地等距离下降 |
E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示.a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1:4,则:
①由以上信息,可知a点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点;
②由以上及图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2;
③由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________ m/s;
④由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是________ m/s.