题目内容

如图所示,质量为m、边长为L的正方形线框,从有界匀强磁场上方、离磁场边界h处由静止开始下落(下落过程中线圈下边始终保持水平,不计空气阻力)。线框每边电阻为R,匀强磁场的宽度为H(H>L)、磁感应强度为B,重力加速度为g。试求:

   (1)当线圈的ab边刚进入磁场时,它可能做什么运动,并分析各种运动下h的条件.

   (2)设ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动,且加速度大小相等。求线框经过磁场的过程中产生的焦耳热。

   (3)设线圈刚好以匀速运动进入匀强磁场,此时线圈中的电流为I0,且线圈的边长L=h磁场的宽度H=2h。请在坐标系中定性画出线圈进入磁场到离开磁场的过程中,线圈中的电流i随下落高度x变化的图象。(不需要计算过程,按图象评分,设电流沿abcda如方向为正方向,x以磁场上边界为起点。)

(1)线圈可能做匀速运动、加速运动、减速运动

,线圈匀速进入磁场;     ,线圈减速进入磁场;,线圈加速进入磁场;

(2)

(3)


解析:

(1)线圈可能做匀速运动、加速运动、减速运动。(2分)

      

      

       (3分)

      

,线圈匀速进入磁场;(1分)

      

,线圈减速进入磁场;(1分)

      

,线圈加速进入磁场;(1分)

  (2)(8分)

       设ab边刚进入磁场时的速度为V1,cd边刚进入磁场时的速度为V2,

       则ab边刚穿出磁场的速度为V1、cd边刚穿出磁场时的速度为V2。

       从cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程有:

         (3分)

       从ab边刚进入磁场到cd边刚离开磁场的过程有:

      

     (3分)

      

解得:

          (2分)

   (3)共6分

       说明:在2h~3h的过程有两种情况均对,只要画出一种情况即可。

练习册系列答案
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(选修3-5)
(1)核能是一种高效的能源.
①在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障:燃料包壳,压力壳和安全壳(见图甲).结合图乙可知,安全壳应当选用的材料是
混凝土
混凝土
.

②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射.当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,结合图2分析工作人员受到了
β
β
射线的辐射;当所有照相底片被感光时,工作人员受到了
γ
γ
射线的辐射.
(2)下列说法正确的是
A.卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B.受普朗克量子论的启发,爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说
C.核反应方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He属于裂变
D.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性
E.根据爱因斯坦质能方程,物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系
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①平板车最后的速度是多大?
②全过程损失的机械能为多少?
③A在平板车上滑行的距离为多少?

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