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如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.

   (1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1

   (2)若从开始运动到线圈完全进入磁场,线圈中产生的热量为0.087J,求此过程拉力所做的功。

 

【答案】

(1)0.5m/s

(2)0.2J

【解析】(1)由图乙可知,线圈刚进入磁场时的感应电流I1=0.1A,

得    ①      (4分)

      ②      (3分)

(2)ad边进入磁场前瞬间感应电流  I2=0.3A,

         时线圈的速度          ④(3分)

   由能量守恒可知

            (4分)

                  (4分)

 

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,光滑绝缘斜面AB,高h=0.1m,底端B与一块质量为M=2kg的均匀、水平放置的绝缘平板光滑连接,平板长为L=1m,其距B端0.6m处C固定在高为R=0.5m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转,在支架正上方有一个水平向右的有界匀强电场E.在斜面顶端A放置带正电q=1×10-5C的很小的物体,质量为m,使其由静止滑下,沿平板进入电场,能滑过D点,并从D点飞出到水平地面上,设物体从D点飞出的水平距离为x,如图乙是x2与E图象,重力加速度g取10m/s2.问:

(1)图乙中物体的质量m为多大?物体与平板间的动摩擦因数μ是多大?
(2)为保证不同质量物体都能滑过D点,且平板不翻转,求物体的质量的取值范围?
(3)为保证不同质量物体都能滑过D点,且平板不翻转,求水平匀强电场E的大小范围?
(4)平板出现漏电是常有的事情(漏电不影响电场分布),假设图乙中物体m的带电减少量△q随在平板上滑过的长度成正比,即△q=ks(k=5×10-6C/m),为保证物体滑到D点并且飞出的水平距离为1m,求此时匀强电场E的大小;请在图乙中画出平板漏电情况下的x2与E图象.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,磁场的方向竖直向下.MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd.t=0s时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动过程中,线圈中感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示.求:
(1)线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第1s内运动的距离x;
(2)线圈ab边的长度L2
(3)ad边刚要进入磁场时,拉力的功率.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?崇明县二模)如图甲所示,光滑绝缘的水平面上一矩形金属线圈  abcd的质量为m、电阻为R、面积为S,ad边长度为L,其右侧是有左右边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,ab边长度与有界磁场区域宽度相等,在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场,在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为vl,此时对线圈施加一沿运动方向的变力F,使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区,若上述过程中线圈的v-t图象如图乙所示,整个图象关于t=T轴对称.则下列各项正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,光滑绝缘的水平面上一矩形金属线圈  abcd的质量为m、电阻为R、面积为S,ad边长度为L,其右侧是有左右边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,ab边长度与有界磁场区域宽度相等,在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场,在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为vl,此时对线圈施加一沿运动方向的变力F,使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区,若上述过程中线圈的v-t图象如图乙所示,整个图象关于t=T轴对称.则0-T时间内,线圈内产生的焦耳热为
 
,从T-2T过程中,变力F做的功为
 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd.t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.
(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第ls内运动的距离x;
(2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)求出线圈ab边的长度L2
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