题目内容
5．
如图所示，在距离水平地面h=1.0m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场．正方形线框abcd的边长L=0.2m，质量m=0.1kg，电阻R=0.04Ω．开始垂直地面直立，某时刻对线框施加竖直向上的恒力F=2N，且ab边进入磁场时线框恰好做匀速运动．当线框全部进入磁场后，立即撤去外力F，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面．整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10m/s2．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间；
（3）线框落地时的速度的大小．
分析 （1）根据动能定理求解进入磁场时的速度，根据共点力的平衡条件求解磁感应强度；
（2）求出匀速运动的时间、全部进入磁场竖直上抛运动运动的时间，由此得到线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间；
（3）由机械能守恒定律求解线框落地时的速度．
解答 解：（1）线框的ab边刚进入磁场时，根据动能定理可得：$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=（F-mg）（h-L）
解得：v=4m/s，
感应电流I=$\frac{BLv}{R}$，
线框恰好做匀速运动，有F=mg+IBL，
解得：B=0.5T；
（2）设线框进入磁场做匀速运动的时间为t1，有t1=$\frac{L}{v}=\frac{0.2}{4}$s=0.05s，
线框全部进入磁场后做竖直上抛运动，到最高点时所用时间t2=$\frac{v}{g}=\frac{4}{10}$s=0.4s，
线框从开始进入磁场运动到最高点，所用时间t=t1+t2=0.45s；
（3）线框从最高点回到到磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，
离开磁场后，由机械能守恒定律可得$\frac{1}{2}m{v}_{t}^{2}=\frac{1}{2}m{v}^{2}+mg（h-L）$，
代入数据解得线框落地时的速度vt=4$\sqrt{2}$m/s．
答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.5T；
（2）线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间为0.45s；
（3）线框落地时的速度的大小$4\sqrt{2}m/s$．
点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．
| A． | 眼镜镜片的表面镀有增透膜是为了减小镜片的折射率 | |
| B． | 用照相机拍摄较小物体时，物体的边缘轮廓模糊，这是光的衍射现象 | |
| C． | 全息照相的工作原理应用了光的全反射 | |
| D． | 为了更有效地发射电磁波，应该采用波长较长的电磁波发射 |
如图甲所示为一台小型发电机的示意图，线圈匝数为20匝．若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为5.0Ω．求：
如图甲所示，将一质量分布均匀的长木板静止放在光滑的水平面上，一个小滑块（可视为质点）以水平初速度v0=6m/s，由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止．已知长木板的质量是小滑块质量的2倍，小滑块和长木板之间的动摩擦因素μ=0.3，g取10m/s2．求：
如图所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面成θ=30°角，平行导轨间距L=1.0m．匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B=0.20T．两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动．两金属杆的质量均为m=0.20kg，电阻均为R=0.20Ω．若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好．金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2．求：
如图所示，表明两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为0.4m，E点在B、D连线和A、C连线的交点，下列说法正确的是（ ）| A． | A、C两点是振动的减弱点 | |
| B． | E点是振动加强点 | |
| C． | B、D两点在该时刻的竖直高度差为8 cm | |
| D． | E点不是加强点，是减弱点 |
如图，在倾角θ=37°的粗糙斜面上距离斜面底端s=1m处，有一质量m=1kg的物块，在竖直向下的恒力F作用下，由静止开始沿斜面下滑．到达斜面底端时立即撤去F，物块又在水平面上滑动一段距离后停止．不计物块撞击水平面时的能量损失，物块与各接触面之间的动摩擦因数相同，g取10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．当F=30N时，物块运动过程中的最大速度为4m/s，求：