如圖3-6-1所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里.線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進入磁場.整個運動過程始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動.求：

（1）線框在下落階段勻速進入磁場時的速度v2；

（2）線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1；

（3）線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.

圖3-6-1

解析：（1）線框下落階段勻速進入磁場時，其受力如圖所示

由平衡條件可得：F+f=mg                                                       ①

F=BIa=Ba=                                                      ②

由①②式聯(lián)立解得v2=                                              ③

（2）線框從最高點到剛落回磁場時，設(shè)下落高度為h，由動能定理得(mg-f)h=mv22    ④

線框從上升離開磁場下落剛回到磁場，由功能關(guān)系得

2fh=m-m                                                                  ⑤

聯(lián)立③④⑤式得v1=                                        ⑥

（3）線框進入磁場中的速度v0=2v1=

從線框上升進入磁場到剛離開磁場，由能量守恒得：

(mg+f)(a+b)+Q=m-m                                               ⑦

解得Q=-(mg+f)(a+b)                                       ⑧

答案：（1）  （2）  （3） -(mg+f)(a+b)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

一斜面AB長為10 m，傾角θ為30°，一質(zhì)量為2 kg的小物體(大小不計)從斜面頂端A點由靜止開始下滑，如圖3-6-4所示(g取10　m/s2).

(1)若斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為0.5，求小物體下滑到斜面底端B點時的速度及所用時間;

(2)若給小物體一個沿斜面向下的初速度，恰能使小物體沿斜面勻速下滑，則小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

用皮帶傳送一個質(zhì)量為m=1 kg的物體，將物體無初速度地放到皮帶一端A點，繃緊的皮帶始終保持v=3 m/s的速度水平勻速運動.物體與皮帶的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，AB間的距離s=6 m，如圖3-6-1所示.求物體從A運動到B需要多少時間？（g取10 m/s2）

圖3-6-1

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3-6-14所示，在傾角為30°的斜面上，固定兩條無限長的平行光滑導(dǎo)軌，一個勻強磁場垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強度B=0.4 T，導(dǎo)軌間距L=0.5 m.兩根金屬棒ab、cd平行地放在導(dǎo)軌上，金屬棒質(zhì)量mab=0.1 kg,mcd=0.2 kg，兩金屬棒總電阻r=0.2 Ω，導(dǎo)軌電阻不計.現(xiàn)使金屬棒ab以v=1.5 m/s的速度沿斜面向上勻速運動，求:

圖3-6-14

（1）金屬棒cd的最大速度；

（2）在cd有最大速度時，作用在金屬棒ab上的外力做功的功率.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖 3-6-15 所示，質(zhì)量為 m、邊長為 l 的正方形線框，在豎直平面內(nèi)從有界的勻強磁場上方由靜止自由下落.線框電阻為 R，勻強磁場的寬度為 H（l＜H)，磁感應(yīng)強度為 B.線框下落過程中 ab 邊始終與磁場邊界平行且水平.已知 ab 邊剛進入磁場和剛穿出磁場時線框都作減速運動，加速度大小都是g.求：

圖3-6-15

（1）ab 邊剛進入磁場與 ab 邊剛出磁場時的速度；

（2）線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的熱量；

（3）cd 邊剛進入磁場時線框的速度.

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