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如圖20所示，質量為m、邊長為L的正方形線框，從有界勻強磁場上方、離磁場邊界h處由靜止開始下落（下落過程中線圈下邊始終保持水平，不計空氣阻力）。線框每邊電阻為R，勻強磁場的寬度為H（H>L）、磁感應強度為B，重力加速度為g。試求：

（1）當線圈的ab邊剛進入磁場時，它可能做什么運動，并分析各種運動下h的條件．

（2）設ab邊剛進入磁場和剛穿出磁場時都作減速運動，且加速度大小相等。求線框經過磁場的過程中產生的焦耳熱。

（3）設線圈剛好以勻速運動進入勻強磁場，此時線圈中的電流為I0，且線圈的邊長L=h磁場的寬度H=2h。請在坐標系中定性畫出線圈進入磁場到離開磁場的過程中，線圈中的電流i隨下落高度x變化的圖象。（不需要計算過程，設電流沿abcda如方向為正方向，x以磁場上邊界為起點。）


 

 

（1）線圈可能做勻速運動、加速運動、減速運動。

    解得

，線圈勻速進入磁場；，線圈減速進入磁場；，線圈加速進入磁場。

   （2）設ab邊剛進入磁場時的速度為V1，cd邊剛進入磁場時的速度為V2，則ab邊剛穿出磁場的速度為V1、cd邊剛穿出磁場時的速度為V2。從cd邊剛進入磁場到ab邊剛穿出磁場的過程有：

從ab邊剛進入磁場到cd邊剛離開磁場的過程有：

解得        

（3）見答圖

 

解析:略

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調節的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊A自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記入表中． （g取9.8m/s2）
實驗序號 1 2 3 4 5 6 7
斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60 70
傳感器示數v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.47 3.70
v2（m2/s2） 1.96 3.92 5.86 7.84 8.41 12.04 13.69
（1）選擇適當的物理量在圖2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面高度的關系圖象；
（2）要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導
線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），高度可以調節的斜面，此外還需的器材有
A
A

A．毫米刻度尺  B．天平  C．秒表   D．打點計時器   E．彈簧測力計
（3）由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明判斷機械能守恒的依據，若不守恒，分析機械能不守恒的原因
圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒
圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?西城區一模）（1）甲同學欲采用下列器材準確測定一個約20Ω的電阻的阻值．
A．直流電源（10V，內阻不計）；
B．開關、導線等；
C．電流表（0～3A，內阻約0.03Ω）；
D．電流表（0～0.6A，內阻約0.13Ω）；
E．電壓表（0～3V，內阻約3kΩ）；
F．電壓表（0～15V，內阻約15kΩ）；
G．滑動變阻器（0～10Ω，額定電流2A）；
①為測量準確，電流表應選用
D
D
，電壓表應選用
F
F
；（選填代號）
②為了獲得盡可能多的數據，該同學采用了“滑動變阻器分壓接法”以調節電壓，請在圖1虛線中畫出正確的實驗電路圖，并將圖2中的元件按正確的實驗電路圖連成實驗電路；
③閉合開關，逐次改變滑動變阻器滑動頭的位置，記錄與之對應的電流表的示數I、電壓表的示數U．某次電流表、電壓表的示數如圖3所示．處理實驗數據時，制作如圖4所示的I-U坐標圖，圖中已標注出了幾個與測量對應的坐標點．請將與圖3讀數對應的坐標點也標在圖4中，并在圖4中把坐標點連成圖線；
④根據圖4描繪出的圖線可得出這個電阻的阻值為R=
18.0
18.0
Ω．

（2）乙同學設計的“直線運動加速度測量儀”如圖5所示．質量為1.00kg的絕緣滑塊B的兩側分別通過一輕彈簧與框架A連接，彈簧的勁度系數均為100N/m．滑塊B還通過滑動頭與長為12.00cm的電阻CD相連，CD中任意一段的電阻都與其長度成正比．將框架A固定在被測物體上，使彈簧及電阻CD均與物體的運動方向平行．通過電路中指針式直流電壓表的讀數，可以得知加速度的大�。挥嫺鞣N摩擦阻力．電壓表內阻足夠大，直流電源的內阻可忽略不計．
設計要求如下：
a．當加速度為零時，電壓表示數為1.50V；
b．當物體向左以可能達到的最大加速度10.00m/s2加速運動時，電壓表示數為滿量程3.00V；
c．當物體向右以可能達到的最大加速度10.00m/s2加速運動時，電壓表示數為0．
①當電壓表的示數為1.80V時，物體運動加速度的大小為
2
2
m/s2；
②當加速度為零時，應將滑動頭調在距電阻CD的C端
5
5
cm處；
③應選用電動勢為
3.6
3.6
V的直流電源．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖20所示，質量為M =2 kg的小車A靜止在光滑水平面上，A的右端停放有一個質量為m =0.4 kg帶正電荷q =0.8 C的小物體B．整個空間存在著垂直紙面向里磁感應強度B =0.5T的勻強磁場，現從小車的左端，給小車A一個水平向右的瞬時沖量I =26 N·s，使小車獲得一個水平向右的初速度，物體與小車之間有摩擦力作用，設小車足夠長，求：

（1）瞬時沖量使小車獲得的動能．

（2）物體B的最大速度．

（3）在A與B相互作用過程中系統增加的內能．（g =10m/s2）

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年北京市海淀區高三第二學期查漏補缺物理試題（C組） 題型：計算題

如圖20所示，質量為m、邊長為L的正方形線框，從有界勻強磁場上方、離磁場邊界h處由靜止開始下落（下落過程中線圈下邊始終保持水平，不計空氣阻力）。線框每邊電阻為R，勻強磁場的寬度為H（H>L）、磁感應強度為B，重力加速度為g。試求：

（1）當線圈的ab邊剛進入磁場時，它可能做什么運動，并分析各種運動下h的條件．

（2）設ab邊剛進入磁場和剛穿出磁場時都作減速運動，且加速度大小相等。求線框經過磁場的過程中產生的焦耳熱。

（3）設線圈剛好以勻速運動進入勻強磁場，此時線圈中的電流為I0，且線圈的邊長L=h磁場的寬度H=2h。請在坐標系中定性畫出線圈進入磁場到離開磁場的過程中，線圈中的電流i隨下落高度x變化的圖象。（不需要計算過程，設電流沿abcda如方向為正方向，x以磁場上邊界為起點。）


 

 

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