[题目]如图所示,OPQ为竖直平面内的一个直角边界,边界内存在B = 1T.方向垂直纸面向内的磁场.abcd为一边长l=0.10m.质量m=0.01kg.电阻R= 0.1Ω的匀质正方形导线框,其ab边离磁场上边界OP的距离h=0.05m.现将线框以初速度v0= 2.0m/s水平向右抛出,线框从OP边界进入磁场,然后在磁场中运动,最后从PQ边界离开磁场区域.已知运动过� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示,OPQ为竖直平面内的一个直角边界,边界内存在B = 1T、方向垂直纸面向内的磁场。abcd为一边长l=0.10m、质量m=0.01kg、电阻R= 0.1Ω的匀质正方形导线框,其ab边离磁场上边界OP的距离h=0.05m。现将线框以初速度v0= 2.0m/s水平向右抛出,线框从OP边界进入磁场,然后在磁场中运动,最后从PQ边界离开磁场区域。已知运动过程中,线框ab边始终与磁场边界OP平行,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,求:

（1）线框cd边刚进入磁场时线框的速度大小

（2）线框从刚进入磁场到完全离开磁场的整个过程中产生的焦耳热

【答案】（1）（2）

【解析】（1）设线框ab边刚进入磁场时线框的速度为v1，由运动学公式可得:v1y2=2gh

线框ab边刚进入磁场时，ab边产生的感应电动势为E=Blv1y

线框ab边受到安培力F=BIl

联立并代入数据解得F=0.1N

即F=mg

故线框匀速进入磁场，cd边刚进入磁场时线框的速度大小也为v1，又v12=v02+v1y2

联立代入数据得v1=m/s

（2）线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q1=mgl=0.01J

设线框ad边刚离开磁场边界PQ时线框的速度为v2 ，则水平方向由动量定理得

联立并代入数据解得v2x=1m/s

线框cd边刚进入磁场到线框ad边刚离开磁场过程中，由动能定理得：

又

线框离开磁场过程中产生的焦耳热 Q2=WF

联立并代入数据解得Q2=0.015J

线框从刚进入磁场到完全离开磁场过程中产生的焦耳热Q=Q1+Q2=0.025J

练习册系列答案

【题目】如图所示，两根靠得很近的平行长直导线①、②，分别通以向上的电流I1、I2，且I1>I2，导线①、②受到的安培力大小分别为F1和F2，则F1______F2（选填“>”、“<”或“=”）；导线①受到的安培力F1的方向为___________。

【题目】如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M，边长为l，电阻为R的正方形均匀金属线框，BC边与虚线PQ平行，PQ右侧有竖直向上的匀强磁场，磁场宽度大于l，磁感应强度大小为B。线框通过一水平细线绕过光滑定滑轮悬挂一质量为m的物体，现由静止释放物体，当线框有一半进入磁场时已匀速运动，当地的重力加速度为g，线框从开始运动到AD边刚进入磁场过程中

A. 刚释放线框的瞬间，线框的加速度为

B. 细绳拉力的最小值为

C. 线框恰全部进入磁场时，产生的热量等于

D. 线框有一半进入磁场时与线框AD边刚进入磁场时BC两端的电压大小之比为3:4

【题目】宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都会用到急动度的概念。急动度j是加速度变化量Δa与发生这一变化所用时间Δt的比值，即j = ，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度a随时间t的变化关系如图，则该物体在

A. t = 0时和t = 2s时加速度等大反向

B. t = 2s时和t = 4s时急动度等大反向

C. 1s～3s内做减速运动

D. 0～5s内速度方向不变

【题目】如图所示,理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨,导轨之间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,金属杆MN垂直放置在导轨上,且接触良好.移动变压器副线圈上的滑动触头可改变副线圈匝数,副线圈上接有一只理想电压表,滑动变阻器R的总阻值大于定值电阻R0的阻值,线圈L的直流电阻、导轨和金属杆的电阻都忽略不计.现在让金属杆以速度的规律在导轨上左右来回运动（T为金属杆运动的周期）,两灯A、B都发光.下列说法中正确的是()

A. 只增大T,则灯A变暗、灯B变亮

B. 当时间t=T时,两灯都亮着,电压表的示数为零

C. 只将变阻器R的滑片下滑时,通过副线圈的电流减小,电压表的示数变大

D. 只增大v0,两灯都变亮,杆MN来回运动的最大距离变小

【题目】某实验小组研究木块与某粗糙木板间的摩擦因数，步骤如下：

（1）如图甲，在该木板上放置一木块，木块与一水平弹簧左端相连，弹簧右端连接在位置固定的传感器上．传感器与木板未接触．传感器可以测出弹簧拉力F和对应的木块位移大小x，数据（F，x）可以通过电脑实时同步保存并自动画出F－x图象。

（2）调节装置使F、x均为0．然后缓慢向左拉动木板．得到多组数据（F，x），木块与木板相对滑动后，控制木板立即静止，整个过程弹簧始终在弹性限度内．电脑中得到如图乙F－x图象。其中Fm、xm为记录数据F、x中的最大值．己知木块质量为m，重力加速度取g，滑动摩擦力等于最大静摩捸力．用图象中获得的数据和己知量表示下列物理量。

①整个过程中弹簧弹性势能最大值为_____；

②摩擦力对木块所做的功为____：

③木块与粗糙板间摩擦因数＝______．

【题目】如图所示,水平面上AB间有一长度x=4m的凹槽,长度为L=2m、质量M=1kg的木板静止于凹槽右侧,木板厚度与凹槽深度相同,水平面左侧有一半径R=0.4m的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A点右侧静止一质量m1=0.98kg的小木块.射钉枪以速度v0=100m/s射出一颗质量m0=0.02kg的铁钉,铁钉嵌在木块中并滑上木板,木板与木块间动摩擦因数μ=0.05,其它摩擦不计.若木板每次与A、B相碰后速度立即减为0,且与A、B不粘连,重力加速度g=10m/s2.求:

（1）铁钉射入木块后共同的速度V;

（2）木块经过竖直圆轨道最低点C时,对轨道的压力大小FN;

（3）木块最终停止时离A点的距离s.

【题目】如图所示，半径为R的透明半球体，在半球体右侧平行底面放置一个光屏。现在有一束平行单色光垂直半球底面射向透明半球体，经半球体折射后在光屏上形成光斑，将光屏由半球体顶部向右平移至距顶部处时，光斑逐渐减小为半径为的圆。已知光在真空中的传播速度为c，求：

①透明半球体对该单色光的折射率；

②从底面圆心Ｏ处射入的单色光在透明半球体内传播的时间。

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