精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图甲所示,一个质量m=0.1 kg的正方形金属框总电阻R=0.5 Ω,金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为s,那么v2—s图象(记录了线框运动全部过程)如图乙所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问:(g取10m/s2)

(1)根据v2—s图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?

(2)匀强磁场的磁感应强度多大?

(3)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上,使金属框从斜面底端BB′(金属框下边与BB′重合)由静止开始沿斜面向上运动,匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与AA′重合)。试计算恒力F做功的最小值


解析:

    

设位移分别为  S1,S2,S3对应的时间分别为

     匀加速运动

             匀速运动

  初速 末速度v3=5m/s    匀加速运动

(1)

    (1分)

            (1分)

        (1分)

   解得:a3=5m/s2       (1分)

  (1分)

  (1分)

   (2)线框通过磁场时,线框作匀速运动,线框受力平衡

在AA’a’a区域,对线框进行受力分析

穿过磁场区域时,

  (3分)

有题干分析得:线框的宽度   (2分)

解得   (1分)

   (3)设恒力作用时金属框上边进入磁场速度为V,

(2分)

线框穿过磁场时,   (2分)

又由 

解得   (2分)

由于, 所以穿过磁场后,撤去外力,物体仍可到达顶端。

所以力F做功为

  (2分)

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一个质量为m,带电量为q的离子,从D点以某一初速度垂直进入匀强磁场.磁场方向垂直纸面向内,磁感应强度为B.正离子的初速度方向在纸面内,与直线AD的夹角为60°.结果粒子正好穿过AD的垂线上离A点距离为d的小孔C,垂直AC的方向进入AC右边的匀强电场中.电场的方向与AC平行.离子最后打在DA直线上的P点.P到A的距离为2d.不计重力,
求:(1)离子从D到P的运动时间;
(2)离子到达P点时的动能.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一个质量为M=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在按如图乙所示规律变化的水平力F的作用下向右运动,第3s末,物块运动到B点,且速度刚好为0,第5s末,物块刚好回到A点.物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.3,g取10m/s2,则以下说法正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图甲所示,一个质量为m,电荷量为+q的微粒(不计重力),初速度为零,经两金属板间电场加速后,沿y轴射入一个边界为矩形的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.磁场的四条边界分别是y=0,y=a,x=-1.5a,x=1.5a.两金属板间电压随时间均匀增加,如图乙所示.由于两金属板间距很小,微粒在电场中运动时间极短,可认为微粒在加速运动过程中电场恒定.
(1)求微粒分别从磁场上、下边界射出时对应的电压范围;
(2)微粒从磁场左侧边界射出时,求微粒的射出速度相对其进入磁场时初速度偏转角度的范围,并确定在左边界上出射范围的宽度d.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?烟台一模)如图甲所示,一个质量为m、电荷量q的带正电微料(重力忽略不计),从静止开始经电压U1加速后,沿水平方向进入两等大的水平放置的平行金属板间,金属板长为L,两板间距d=L/4,两金属板间的电压U2=
3
6
U1
,求:

(1)求带电微粒偏离原来运动方向的角度θ为多大?
(2)微粒离开偏转电场后接着进入一个按图乙规律变化的有界磁场中,磁场左右边线在竖直方向上,已知磁感应强度的大小为B0,取微粒刚进入磁场时为t=0时刻,此时磁场方向垂直于纸面向里,当微粒离开磁场的右边缘后恰好沿竖直方向运动,求该磁场的变化周期T为多大?(微粒在磁场中运动的时间t<T)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

光滑水平面上放置两个等量同种电荷,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个质量m=1kg的小物块自C点由静止释放,小物块带电荷量q=2C,其运动的v-t图线如图乙所示,其中B点为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线),则以下分析正确的是(  )
精英家教网
A、B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=1V/mB、由C点到A点物块的电势能先减小后变大C、由C点到A点,电势逐渐降低D、B、A两点间的电势差为UBA=8.25V

查看答案和解析>>

同步练习册答案