练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，两个沿竖直方向的磁感应强度大小相等、方向相反、宽度均为L的匀强磁场，穿过光滑的水平桌面．质量为m、边长为L的正方形线圈abcd平放在水平桌面上，正方形线圈的ab边与磁场边界ee′平行，且距离为L．当正方形线圈abcd在恒力F的作用下由静止开始沿水平桌面作匀加速运动，在ab边刚进入左边的磁场边界ee′时，线圈abcd恰好做速度为v的匀速直线运动，则：
    （1）求恒力F的大小；
    （2）若线圈abcd的电阻为R，试求磁场的磁感应强度大小；
    （3）当线圈的ab边运动到边界ff′与gg′之间的正中间位置时，线圈又恰好做匀速直线运动．从ab边刚越过ee′开始，直到最后到达右边磁场正中间位置的过程中，线圈中共产生的焦耳热是多少？
    分析：（1）线圈沿水平桌面作匀加速运动过程，恒力F做正功，根据动能定理求解F．
    （2）在ab边刚进入左边的磁场边界ee′时，线圈abcd恰好做速度为v的匀速直线运动，则恒力F与安培力平衡，推导出安培力与磁感应强度B的关系，由平衡条件求出B．
    （3）当线圈的ab边运动到边界ff′与gg′之间的正中间位置时，线圈又恰好做匀速直线运动，推导出安培力与此时速度的关系式，由力平衡求出速度，由能量守恒定律求解热量．
    解答：解：
    （1）线圈沿水平桌面作匀加速运动过程，根据动能定理得
                 FL=
    1
    2
    mv2
    解得   F=
    mv2
    2L

    （2）在ab边刚进入左边的磁场边界ee′时，线圈abcd恰好做速度为v的匀速直线运动，此时，线圈所受安培力F安=BIL
    又I=
    E
    R
    ，E=BLv
    得到F安=
    B2L2v
    R

    根据平衡条件得F=F安，得到
        
    mv2
    2L
    =
    B2L2v
    R

    解得B=
    mRv
    2L3
    ．
    （3）当线圈的ab边运动到边界ff′与gg′之间的正中间位置时，线圈又恰好做匀速直线运动，设此时线圈的速度为V，
    此时线圈感应电动势E=2BLV，ab与dc边所受安培力大小F安=BIL=
    2B2L2V
    R

      由平衡条件得  F=2
    2B2L2V
    R
    =
    mv2
    2L

    解得 V=
    1
    4
    v
    根据能量守恒得
    线圈中共产生的焦耳热
       Q=F?2.5L-
    1
    2
    mV2
    解得 Q=
    39
    32
    mv2    ．
    答：（1）恒力F的大小 F=
    mv2
    2L
    ；
        （2）若线圈abcd的电阻为R，磁场的磁感应强度大小B=
    mRv
    2L3
    ；
        （3）线圈中共产生的焦耳热 Q=
    39
    32
    mv2    ．
    点评：本题电磁感应中的力学问题，电磁与力联系桥梁是安培力，这种类型问题在于安培力的分析和计算，注意ab边运动到边界ff′与gg′之间的正中间位置时，ab边与dc边均受安培力．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两个
    3
    4
    竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，且均可视为光滑．在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为hA和hB，下列说法正确的是
    （　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，两个沿竖直方向的磁感应强度大小相等、方向相反、宽度均为L的匀强磁场，穿过光滑的水平桌面．质量为m、边长为L的正方形线圈abcd平放在水平桌面上，正方形线圈的ab边与磁场边界ee′平行，且距离为L．当正方形线圈abcd在恒力F的作用下由静止开始沿水平桌面作匀加速运动，在ab边刚进入左边的磁场边界ee′时，线圈abcd恰好做速度为v的匀速直线运动，则：
    （1）求恒力F的大小；
    （2）若线圈abcd的电阻为R，试求磁场的磁感应强度大小；
    （3）当线圈的ab边运动到边界ff′与gg′之间的正中间位置时，线圈又恰好做匀速直线运动．从ab边刚越过ee′开始，直到最后到达右边磁场正中间位置的过程中，线圈中共产生的焦耳热是多少？
    精英家教网

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两个沿竖直方向的磁感强度大小相等、方向相反的匀强磁场穿过光滑的水平桌面，它们的宽度均为L．质量为m、边长为L的平放在桌面上的正方形线框的ab边与磁场边界的距离为L，线圈在恒力作用下由静止开始沿桌面加速运动，ab边进入左边磁场时恰好做速度为v的匀速运动．求：

    (1)当ab边刚越过时线圈的加速度．

    (2)当ab边运动到与之间的正中间位置时，线圈又恰好做匀速直线运动，从ab边刚越过到ab边到达右边磁场区正中间位置，线圈共产生多少热量?

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010-2011学年江苏省盐城中学高二（上）期末物理试卷（解析版） 题型：解答题

    如图所示，两个沿竖直方向的磁感应强度大小相等、方向相反、宽度均为L的匀强磁场，穿过光滑的水平桌面．质量为m、边长为L的正方形线圈abcd平放在水平桌面上，正方形线圈的ab边与磁场边界ee′平行，且距离为L．当正方形线圈abcd在恒力F的作用下由静止开始沿水平桌面作匀加速运动，在ab边刚进入左边的磁场边界ee′时，线圈abcd恰好做速度为v的匀速直线运动，则：
    （1）求恒力F的大小；
    （2）若线圈abcd的电阻为R，试求磁场的磁感应强度大小；
    （3）当线圈的ab边运动到边界ff′与gg′之间的正中间位置时，线圈又恰好做匀速直线运动．从ab边刚越过ee′开始，直到最后到达右边磁场正中间位置的过程中，线圈中共产生的焦耳热是多少？

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案