如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，磁場的方向豎直向下。MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg，bc邊長L1=0.2m，總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd。t=0s時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過1s，線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場。整個(gè)運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。求：

（1）線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1和線圈在第1s內(nèi)運(yùn)動的距離x；

（2）線圈ab邊的長度L2；

（3）ad邊剛要進(jìn)入磁場時(shí)，拉力的功率。

 

【答案】

（1）0.5m/s  0.25m（2）1m（3）0.33W

【解析】

試題分析：（1）時(shí)，線圈bc邊進(jìn)入磁場，感應(yīng)電動勢,  

感應(yīng)電流，                                    

解得，                                          

                                            

（2）線圈在磁場中運(yùn)動時(shí)，感應(yīng)電流,由乙圖可知，電流隨時(shí)間均勻增加，

故線圈在磁場中做勻加速運(yùn)動，                           

時(shí)，線圈速度為，感應(yīng)電流，   

解得,                                      

                              

（3）線圈在磁場中運(yùn)動的加速度,        

ad邊剛要進(jìn)入磁場時(shí)拉力為F,，          

拉力的功率                                     

解得P=0.33W           

考點(diǎn)：電磁感應(yīng)綜合

點(diǎn)評：此題關(guān)鍵是由電流隨時(shí)間變化規(guī)律的出，導(dǎo)體勻加速切割磁感線，由電磁感應(yīng)定律和勻變速直線運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣斜面AB，高h(yuǎn)=0.1m，底端B與一塊質(zhì)量為M=2kg的均勻、水平放置的絕緣平板光滑連接，平板長為L=1m，其距B端0.6m處C固定在高為R=0.5m的豎直支架上，支架的下端與垂直于紙面的固定轉(zhuǎn)軸O連接，平板可繞轉(zhuǎn)軸O沿順時(shí)針方向翻轉(zhuǎn)，在支架正上方有一個(gè)水平向右的有界勻強(qiáng)電場E．在斜面頂端A放置帶正電q=1×10-5C的很小的物體，質(zhì)量為m，使其由靜止滑下，沿平板進(jìn)入電場，能滑過D點(diǎn)，并從D點(diǎn)飛出到水平地面上，設(shè)物體從D點(diǎn)飛出的水平距離為x，如圖乙是x2與E圖象，重力加速度g取10m/s2．問：

（1）圖乙中物體的質(zhì)量m為多大？物體與平板間的動摩擦因數(shù)μ是多大？
（2）為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點(diǎn)，且平板不翻轉(zhuǎn)，求物體的質(zhì)量的取值范圍？
（3）為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點(diǎn)，且平板不翻轉(zhuǎn)，求水平勻強(qiáng)電場E的大小范圍？
（4）平板出現(xiàn)漏電是常有的事情（漏電不影響電場分布），假設(shè)圖乙中物體m的帶電減少量△q隨在平板上滑過的長度成正比，即△q=ks（k=5×10-6C/m），為保證物體滑到D點(diǎn)并且飛出的水平距離為1m，求此時(shí)勻強(qiáng)電場E的大小；請?jiān)趫D乙中畫出平板漏電情況下的x2與E圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，磁場的方向豎直向下．MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg，bc邊長L1=0.2m，總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd．t=0s時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過1s，線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場．整個(gè)運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示．求：
（1）線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1和線圈在第1s內(nèi)運(yùn)動的距離x；
（2）線圈ab邊的長度L2；
（3）ad邊剛要進(jìn)入磁場時(shí)，拉力的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?崇明縣二模）如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟�，在t=0時(shí)刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場，在t=T時(shí)刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場且速度為vl，此時(shí)對線圈施加一沿運(yùn)動方向的變力F，使線圈在t=2T時(shí)刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示，整個(gè)圖象關(guān)于t=T軸對稱．則下列各項(xiàng)正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟�，在t=0時(shí)刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場，在t=T時(shí)刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場且速度為vl，此時(shí)對線圈施加一沿運(yùn)動方向的變力F，使線圈在t=2T時(shí)刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示，整個(gè)圖象關(guān)于t=T軸對稱．則0-T時(shí)間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為
 
，從T-2T過程中，變力F做的功為
 
．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg，bc邊長L1=0.2m，電阻R=2Ω的矩形線圈abcd．t=0時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過時(shí)間1s，線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場．整個(gè)運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示．
（1）求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1和線圈在第ls內(nèi)運(yùn)動的距離x；
（2）寫出第2s內(nèi)變力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；
（3）求出線圈ab邊的長度L2．
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