分析 (1)由安培力公式求出線框進入磁場時受到的安培力,然后由平衡條件求出線框的速度,在應用動能定理求出高度.
(2)由能量守恒定律可以求出焦耳熱.
(3)金屬線框在穿過M界面的過程中作勻速運動,受力平衡,根據(jù)平衡條件和安培力與速度的關系式,求得勻速運動的速度,再由機械能守恒求出線框剛通過磁場邊界N時的速度大小,得到安培力,由牛頓第二定律求解加速度的大�。�
解答 解:(1)線框進入磁場時受到的安培力:F=BIL=B2L2vR,
線框進入磁場過程做勻速直線運動,由平衡條件得:mg=B2L2vR,
線框從靜止到達M過程,由動能定理得:mgd=12mv2-0,
解得:d=m2gR22B4L4;
(2)線框穿過P時勻速運動,由安培力與重力平衡可知穿過P時速度大小為v1.
對從M到P過程,由能量守恒定律得:Q=2mgh=2mg(L+5m2gR28B4L4);
(3)在穿過M的過程中
線框中產(chǎn)生的電動勢 E=BLv1
線框中產(chǎn)生的電流 I=ER,
線框受到的安培力 F=BIL=B2L2v1R,
由平衡得mg=F,解得 v1=mgRB2L2,
設線框剛到N界面時速度為v2.
根據(jù)機械能守恒定律得:mg(h-L)=12mv22-12mv12,
解得:v2=√5mgR2B2L2,
金屬線框的底邊剛通過磁場邊界N時:
線框中產(chǎn)生的電動勢 E′=2BLv2
線框中產(chǎn)生的電流 I′=E′R,
線框受到的安培力 F′=2BI′L=4B2L2v2R
根據(jù)牛頓第二定律得:mg-F′=ma,則得 a=(1-2√5)g<0,說明加速度方向向上.
答:(1)圖示位置金屬線框的底邊到M的高度d為m2gR22B4L4;
(2)在整個運動過程中,金屬線框中產(chǎn)生的焦耳熱為2mg(L+5m2gR28B4L4);
(3)金屬線框的底邊剛通過磁場邊界N時,金屬線框加速度的大小為(1-2√5)g.
點評 本題難點在于求NP的高度差,解決的突破口是線框在穿過M和P兩界面的過程中均為勻速運動,這是題眼,其余是綜合知識的應用,難度相對較大.
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分 | |
B. | 23592U在中子轟擊下生成14456Ba和8936Kr的過程中,原子核中的平均核子質(zhì)量變小 | |
C. | 太陽輻射能量主要來自太陽能內(nèi)部的聚變反應 | |
D. | 盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出原子核式結(jié)構(gòu)模型 | |
E. | 據(jù)波爾理論,氫原子核外電子從半徑較小軌道躍遷到半徑較大軌道時,動能增加 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com