分析 (1)金屬框進入磁場前做勻加速運動,由圖線與時間軸所圍的面積讀出金屬框初始位置的bc邊到邊界MN的高度;由圖象可知,金屬框進入磁場過程中是做勻速直線運動,根據時間和速度求解金屬框的邊長;
(2)由圖知,金屬線框進入磁場過程做勻速直線運動,重力和安培力平衡,列式可求出磁感應強度B.再由電量公式和法拉第電磁感應定律、歐姆定律求電量;
(3)由能量守恒定律求出在進入磁場過程中金屬框產生的熱量,即可得到安培力做的功.
解答 解:(1)由圖象可知,金屬框進入磁場過程中是做勻速直線運動,速度為v1,運動時間為t2-t1,故金屬框的邊長:L=v1(t2-t1);
(2)在金屬框進入磁場的過程中,金屬框所受安培力等于重力,則得:mg=BIL,I=BLv1R,又 L=v1(t2-t1).
聯立解得:B=1v1(t2−t1)√mgRv1
金屬線框在進入磁場的過程中通過線框截面的電量 q=I(t2-t1)=BL2R=v1(t2-t1)√mgv1R.
(3)t1到t2時間內,根據能量守恒定律,產生的熱量為:Q1=mgl=mgυ1(t2-t1);
t3到t4時間內,根據能量守恒定律,產生的熱量為:Q2=mgL+12m(v23−v22)=mgυ1(t2-t1)+12m(v23−v22)
故Q=Q1+Q2=2mgυ1(t2-t1)+12m(v23−v22)
根據功能關系可知,安培力做功 W=-Q=2mgυ1(t1-t2)-12m(v23−v22).
答:
(1)金屬線框的邊長是v1(t2-t1);
(2)金屬線框在進入磁場的過程中通過線框截面的電量是v1(t2-t1)√mgv1R;
(3)金屬線框在0~t4時間內安培力做的總功是2mgυ1(t1-t2)-12m(v23−v22).
點評 本題電磁感應與力學知識簡單的綜合,能由圖象讀出線框的運動情況,選擇與之相應的力學規(guī)律是解答本題的關鍵,要加強練習,培養(yǎng)自己識別、理解圖象的能力和分析、解決綜合題的能力.
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:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 溫度低的物體內能小 | |
B. | 分子運動的平均速度可能為零,瞬時速度不可能為零 | |
C. | 液體與大氣相接觸,表面層內分子所受其他分子的作用表現為相互吸引 | |
D. | 一定質量的理想氣體溫度升高后分子勢能增大 |
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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. | 把托里拆利管逐漸傾斜(管子露出部分長度不變) | |
B. | 把托里拆利管慢慢向上提,但下端不離開汞樔 | |
C. | 保持裝置不動,往汞槽內加汞,以增大壓強 | |
D. | 整個裝置豎直向上做加速運動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 運動員接觸到蹦床,t1到t2運動員加速度變大 | |
B. | t2時刻運動員加速度為零,動能最大 | |
C. | t3時刻蹦床的彈性勢能最大 | |
D. | 從t1時刻到t4時刻,運動員機械能守恒 |
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