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如圖12-60所示，邊長L=2.5 m、質量m=0.50 kg的正方形金屬線框，放在磁感應強度B=0.80 T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合.在力F作用下由靜止開始向左運動，在5.0 s內從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖12-61所示.已知金屬線框的總電阻R=4.0 Ω.

          

圖12-60                  圖12-61

（1）試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應電流方向，并在圖中標出.

（2）t=2.0 s時金屬線框的速度和力F的大小.

（3）已知在5.0 s內力F做功1.92 J，那么金屬線框從磁場拉出的過程中，線框中產生的焦耳熱是多少？

（1）逆時針方向  圖略  （2）0.4 m/s  0.5 N  （3）1.67 J


解析:

（1）由右手定則知電流方向為逆時針．

（2）t=2.0 s時，感應電流為0.2 A，感應電動勢E=IR=0.8 V，此時線框的速度v==0.4 m/s，線框的加速度為a==0.2 m/s2，由牛頓第二定律F-BIL=ma，則拉力F=BIL+ma=0.5 N．

（3）t=5.0 s時，感應電流為0.5 A，感應電動勢E=IR=2 V，此時線框的速度v==1 m/s．5 s內產生的焦耳熱Q=WF-=1.67 J．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，質量為M的滑塊A放在氣墊導軌B上，C為速度傳感器，它能將滑塊A滑到導軌最低點時的速度實時傳送到計算機上，整個裝置置于高度可調節(jié)的斜面上，設斜面高度為h．啟動氣源，滑塊A自導軌頂端由靜止釋放，將斜面的高度、滑塊通過傳感器C時的對應速度記入表中． （g取9.8m/s2）
實驗序號 1 2 3 4 5 6 7
斜面高度h（cm） 10 20 30 40 50 60 70
傳感器示數v（m/s） 1.40 1.98 2.42 2.80 2.90 3.47 3.70
v2（m2/s2） 1.96 3.92 5.86 7.84 8.41 12.04 13.69
（1）選擇適當的物理量在圖2中所示的坐標紙上作出能直觀反映滑塊經傳感器時的速度與斜面高度的關系圖象；
（2）要由此裝置驗證機械能守恒定律，所需的器材有速度傳感器（帶電源、計算機、導
線），滑塊，氣墊導軌（帶氣源），高度可以調節(jié)的斜面，此外還需的器材有
A
A

A．毫米刻度尺  B．天平  C．秒表   D．打點計時器   E．彈簧測力計
（3）由圖象分析滑塊沿氣墊導軌下滑時機械能是否守恒．若守恒，說明判斷機械能守恒的依據，若不守恒，分析機械能不守恒的原因
圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒
圖線過原點且斜率k=2g，表明機械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：

某物理課外小組想探究“帶風帆的玩具小車所受阻力與運動速度的關系”，他們進行了以下實驗探究：

  

（1）猜想：①f阻與車的速度v無關；②；③

（2）探究步驟

①將帶有風帆的玩具小車、已連接好電源的打點計時器和紙帶按如圖10甲所示安裝在光滑傾斜的長木板上；

②接通打點計時器電源（電源頻率f=50Hz），使玩具小車從靜止開始加速運動，足夠長的時間后關閉打點計時器；

③改變長木板的傾角，重復以上實驗，記錄實驗數據如下表所示：

實驗次數

木板傾角θ

sinθ

小車勻速運動時的速度v（m/s）

小車勻速運動時速度的平方v2（m/s）2

1

4°

0.07

0.60

0.36

2

10°

0.18

×

3

24°

0.41

3.51

12.32

4

36°

0.59

5.06

25.60

5

48°

0.74

6.34

40.20

6

60°

0.87

×

請你根據該小組的探究完成下列的問題：

   （Ⅰ）圖10乙是傾角θ=10°的一條打點紙帶，通過計算完成表中對應的空白項；

   （Ⅱ）通過觀察表中的實驗數據，試將θ=60°時小車勻速運動的速度填在表中對應的空白處．

   （Ⅲ）結論：在實驗誤差范圍內，通過對數據的觀察分析，玩具小車所受的阻力與運動         速度的定性關系是                                ．也可以進一步通過圖象法對數據進行分析得到運動小車所受到阻力與運動速度的定量關系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水平地面之間的動摩擦因數均為0.25；夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數為400N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動�，F用F=1 N的水平拉力作用在木塊B上.如圖1-9所示.力F作用后（     ）

A．木塊A所受摩擦力大小是12.5 N

B．木塊A所受摩擦力大小是11.5 N

C．木塊B所受摩擦力大小是9 N

D．木塊B所受摩擦力大小是7 N

   本題簡介：本題考查了胡克定律，靜摩擦，物體平衡條件。難度：較易

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖9-14所示，計算機鍵盤上的每一個按鍵下面都有一個電容傳感器.電容的計算公式是其中ε=9.0×10－12 F·m－1,S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬間的距離.當某一鍵被按下時，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應的信號.已知兩金屬片的正對面積為50 mm2，鍵未被按下時，兩金屬片間的距離為0.60 mm.只要電容變化達0.25 pF，電子線路就能發(fā)出相應的信號，那么為使按鍵得到反應，至少需要按下多大距離？

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