题目内容

【题目】如图所示,边长为L的正方形导线框质量为m,由距磁场H高处自由下落,其下边ab进入匀强磁场后,线圈开始作减速运动,直到其上边cd刚刚穿出磁场时,速度减为ab边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L,则线框在穿越匀强磁场过程中( )

A. 线圈做匀减速运动

B. 通过线圈某一截面的电荷量为0

C. 线圈中的感应电流方向保持不变

D. 线圈产生的焦耳热为

【答案】BD

【解析】

线框受重力和安培力作用做变速运动,由于在运动过程中受到的安培力F=BIL=B2L2v/R,故外力随着速度的变化而变化,因此线圈加速度在变化,不会做匀减速运动,故A错误;由可知,由于线框在穿越匀强磁场过程中磁通量的变化量为零,故通过线圈中某一截面的电荷量为零,故B正确;根据右手定则可知,线圈进入磁场时,电流为逆时针方向,而离开时为顺时针方向,故C错误;设线框ab边刚进入磁场时速度大小为v。根据机械能守恒定律得:mgH=mv2得:;从线框下落到cd刚穿出匀强磁场的过程,根据能量守恒定律得焦耳热为:.故D正确。

练习册系列答案
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【题目】某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,可提供输出电压为6V的交流电和直流电两种,交流电的频率为50Hz,重锤从高处由静止开始下落,在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律。

(1)他进行了下面几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;

C.用天平测出重锤的质量;

D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;

E.测量纸带上某些点间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的步骤是___________,操作不当的步骤是____________。(填选项字母)

(2)这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图乙所示.其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个相邻的计时点。根据纸带上的测量数据,当打B点时重锤的速度为______m/s.(保留3位有效数字)

(3)他进一步分析,发现本实验存在较大误差,为此对实验设计进行了改进,用如图丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律:通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t,用毫米刻度尺测出AB之间的距离h,用游标卡尺测得小铁球的直径d。重力加速度为g。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。则小铁球通过光电门时的瞬时速度v=____________。如果d、t、h、g存在关系式____________,就可验证机械能守恒定律。

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