当前位置:高中试题 > 物理试题 > 牛顿第二定律及应用 > 如图所示,正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,其边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω,M、N分别为线框ad、bc边的中点.图示两个虚线区...
题目
题型:上海模拟难度:来源:
如图所示,正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,其边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω,M、N分别为线框ad、bc边的中点.图示两个虚线区域内分别有竖直向下和向上的匀强磁场,磁感应强度均为B=1T,PQ为其分界线.线框从图示位置以速度
V0=2m/s匀速向右滑动,当MN与PQ重合时,线框的速度V1=1m/s,此时立刻对线框施加一沿运动方向的水平拉力,使线框匀速运动直至完全进入右侧匀强磁场区域.求:
(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量;
(2)线框运动过程中最大加速度的大小;
(3)在上述运动过程中,线框中产生的焦耳热.魔方格
答案
(1)MN与PO重合时穿过线框的磁通量为0,故磁通量的变化量为:
△Φ=BS=BL2=1×0.52Wb=0.25Wb
(2)cd边刚过PQ的瞬间,线框中的感应电动势:
E=2BLv0=2×1×0.5×2V=2V
感应电流的大小:
I=
E
R
=4
A
线框受到的安培力的大小:
F=2BIL=2×1×4×0.5N=4N
线框加速度的大小:
a=
F
m
=
4
0.5
m/s2=8m/s2

(3)MN达到PQ前,由能力守恒可知,线框中产生的焦耳热为:
Q=
1
2
m
v20
-
1
2
m
v21
=0.75
J
MN与PQ重合时,线框中的感应电动势:
E1=2BLv1=2×1×0.5×1=1V
MN经过PQ后线框中产生的焦耳热:
Q2=
E21
R
L
2v1
=0.5
J
故在整个运动的过程中,线框中产生的焦耳热为:Q=Q1+Q2=1.25J.
答:(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量0.25Wb;
(2)线框运动过程中最大加速度的大小8m/s2
(3)在上述运动过程中,线框中产生的焦耳热1.25J.
核心考点
试题【如图所示,正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,其边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω,M、N分别为线框ad、bc边的中点.图示两个虚线区】;主要考察你对牛顿第二定律及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
跳伞运动员从金茂大厦的八十九层的345米高处飞身跃下,跳落到大厦西侧的草坪上.当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N•s2/m2.运动员和伞的总质量m=72kg,假定运动员起跳速度忽略不计且跳离平台即打开降落伞,g取10m/s2,求:
(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时的加速度大小;
(2)跳伞员最后着地速度大小;
(3)跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失的机械能.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,宽度L=0.4m的足够长金属导轨水平固定在磁感强度B=0.5T范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上.现用一平行于导轨的牵引力F牵引一根质量m=0.2kg,电阻R=0.2Ω,长也为0.4m的金属棒ab由静止开始沿导轨向右运动.金属棒ab始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻.(g=10m/s2)问:
(1)若不计金属棒和金属导轨间的摩擦,金属棒达到稳定运动时速度v0=1m/s,则此时牵引力F多大?
(2)若金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,牵引力F=0.4N,则金属棒所能达到的稳定速度v1为多大?
(3)若金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,牵引力的功率恒为P=1.2W,则金属棒所能达到的稳定速度v2为多大?
(4)若金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,金属棒在运动中达到某一速度v3时,突然撤去牵引力,从撤去牵引力到棒的速度为零时止,通过金属棒的电量为0.5C,金属棒发热0.8J,则撤去牵引力时棒的速度v3为多大?魔方格
题型:普陀区难度:| 查看答案
如图所示,很长的光滑磁棒竖直固定在水平面上,在它的侧面有均匀向外的辐射状的磁场.磁棒外套有一个质量均匀的圆形线圈,质量为m,半径为R,电阻为r,线圈所在磁场处的磁感应强度为B.让线圈从磁棒上端由静止释放沿磁棒下落,经一段时间与水平面相碰并反弹,线圈反弹速度减小到零后又沿磁棒下落,这样线圈会不断地与水平面相碰下去,直到停留在水平面上.已知第一次碰后反弹上升的时间为t1,下落的时间为t2,重力加速度为g,不计碰撞过程中能量损失和线圈中电流磁场的影响.求:
(1)线圈第一次下落过程中的最大速度υm
(2)第一次与水平面碰后上升到最高点的过程中通过线圈某一截面的电量q
(3)线圈从第一次到第二次与水平面相碰的过程中产生的焦耳热Q.魔方格
题型:盐城一模难度:| 查看答案
如图甲所示,用n条相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉一质量为m的物块.改变橡皮条条数进行多次实验,保证每次橡皮条的伸长量均相同,则物块的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图乙所示.若更换物块所在水平面的材料,再重复做这个实验,则图乙中直线与水平轴线间的夹角将(  )
A.变小B.不变
C.变大D.与水平面的材料有关
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,将质量为2m、长度为L的木板静止地放在光滑水平面上,一质量为m的金属块(可视为质点),以水平初速度v0由木板左端恰能滑至木板的右端并与木板相对静止,金属块在运动过程中所受的摩擦力始终不变.现将木板分成长度与质量均相等的两段(1和2)后紧挨着放在此水平面上,让金属块仍以相同的初速度v0由木板的左端开始滑动,如图乙所示.
①图乙中,金属块仍能滑到木板2的右端与木板保持相对静止
②图乙中,金属块滑过木板2的右端后飞离木板
③图乙中,金属块在到达木板2的右端前就与木板保持相对静止
④图甲中,金属块最终的速率大于图乙中金属块最终的速率
⑤图甲所示过程中产生的热量大于图乙所示过程中产生的热量
⑥图甲中,金属块开始滑上木板到刚好达到稳定状态所用的时间大于图乙中金属块刚好达到稳定状态所用的时间,下面判断正确的是(  )
A.①④⑤正确B.③⑤⑥正确C.②④⑤正确D.③④⑥正确
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.