分析 (1)線框速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),說明線框受力平衡即線框所受重力和安培力平衡,根據(jù)安培力的大小求出此時(shí)感應(yīng)電流的大小,根據(jù)歐姆定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢從而求出此時(shí)線框的速度,根據(jù)動(dòng)能定理可以求出bc邊距磁場上邊界MN的高度h;
(2)bc邊的電壓Ubc=34E;
(3)當(dāng)線框速度已達(dá)穩(wěn)定時(shí),從能量守恒的角度分析處理,線框減少的重力勢能等于線框增加的動(dòng)能與產(chǎn)生的熱量之和,計(jì)算出線框減少的勢能再計(jì)算出產(chǎn)生的熱量即可.
解答 解:設(shè)線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v,由于導(dǎo)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng),所以安培力與重力大小相等,方向相反,
即mg=F安;
線框bc邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢為:E=BLv
故線框中產(chǎn)生的電流為:I=ER
線框在磁場中所受安培力為:F安=BIL=B2L2vR
線框進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理可以求出線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度v,即:
mgh=12mv2-0
聯(lián)立解得:h=m2gR22B4L4
(2)根據(jù)電路特點(diǎn)和歐姆定律知Ubc=34RI=34R•mgBL=3mgR4BL
(3)由于磁場的寬度與線框的寬度相等,所以線框勻速穿過整個(gè)的磁場,整個(gè)的過程中線框減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為線框產(chǎn)生的熱量,即:
Q=mg•2L
答:(1)導(dǎo)線框剛下落時(shí),bc邊距磁場上邊界MN的高度是m2gR22B4L4;
(2)導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場時(shí)bc邊的電壓Ubc為3mgR4BL;
(3)導(dǎo)線框穿越磁場的整個(gè)過程中,導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量是2mgL.
點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合,安培力是聯(lián)系電磁感應(yīng)和力學(xué)的橋梁,安培力的分析和計(jì)算是這類問題的關(guān)鍵.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 只有a點(diǎn) | B. | 只有c點(diǎn) | C. | b點(diǎn)和c點(diǎn) | D. | b點(diǎn)和a點(diǎn) |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 粒子的速率為qBL2m | |
B. | 粒子的速率為√3qBL3m | |
C. | t1時(shí)刻仍在磁場中的所有粒子均處在以O(shè)點(diǎn)為圓心、L為半徑的14圓周上 | |
D. | t1時(shí)刻仍在磁場中的所有粒子均處在以O(shè)點(diǎn)為圓心、L為半徑的13圓周上 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電子稱所使用的測力裝置是力傳感器 | |
B. | 電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是感溫鐵氧體 | |
C. | 話筒是一種常用的聲音傳感器,其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào) | |
D. | 干簧管可以起到開關(guān)作用,是一種能夠感知磁場的傳感器 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 圖中能剛好懸浮的油滴帶的是正電荷 | |
B. | 由qE=mg求油滴帶的電荷量 | |
C. | 通過該實(shí)驗(yàn)裝置可直接測量出電子所帶的電荷量 | |
D. | 不同油滴所帶電荷量雖不相同,但都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 汽車駛過拱形橋頂端 | |
B. | 蕩秋千的小孩通過最低點(diǎn) | |
C. | 跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起,離開跳板向上運(yùn)動(dòng) | |
D. | 宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 拐彎時(shí)座椅和人做勻速圓周運(yùn)動(dòng) | |
B. | 椅子對(duì)人的作用力始終與人的重力平衡 | |
C. | 若人在水平面上只受到座椅帶來的摩擦力,為了使人不滑下座椅,拐彎時(shí)允許的最大速率為√5m/s | |
D. | 若以最大速度拐彎,則軌道對(duì)椅子的作用力的大小為900N |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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