如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现
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如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现
题型:江苏
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如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω的正方形线框MNOP以v
0
=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求:
(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F;
(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q;
(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n.
答案
(1)线框MN边刚进入磁场时有:
F=BlI=Bl
Bl
v
0
R
=2.8N
(2)设线框竖直下落H时,速度为v
H
由能量守恒得:
mgH+
1
2
m
v
20
=Q+
1
2
m
v
2H
自由落体规律:v
H
2
=2gH
解得:
Q=
1
2
m
v
20
=2.45J
(3)只有在线框进入和穿出条形磁场区域时,才产生感应电动势,线框部分进入磁场区域x时有:
F=BlI=Bl
Blv
R
=
B
2
l
2
R
v
在t→t+△t时间内,由动量定理:-F△t=m△v
求和:
∑
B
2
l
2
R
v△t=∑
B
2
l
2
R
△x=m
v
0
解得:
B
2
l
2
R
x=m
v
0
穿过条形磁场区域的个数为:
n=
x
2l
≈4.4
可穿过4个完整条形磁场区域.
举一反三
我国已启动“嫦娥工程”,并于2007年10月24日成功发射绕月运行的探月卫星“嫦娥Ⅰ号”.设该卫星可贴近月球表面运动且轨道是圆形的,已知地球半径约是月球半径的4倍,地球质量约是月球质量的81倍,地球近地卫星的周期约为84min,地球表面重力加速度g取10m/s
2
,求:
(1)绕月表面做匀速圆周运动的“嫦娥Ⅰ号”,其运动周期约是多大?
(2)设想宇航员在月球表面上做自由落体实验,某物体从离月球表面20m处自由下落,约经多长时间落地?
题型:淮安模拟
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物体做自由落体运动,E
k
代表动能,E
p
代表势能,h代表下落的距离,v代表速度,t代表时间,以地面为零势能面.如图所示图象中,能正确反映各物理量之间关系的是( )
A.
B.
C.
D.
题型:上海
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两位同学做一小实验来测定反应时间.一位同学用两手指捏住1m长木尺顶端零刻度处,第二位同学的一只手在木尺的下端做握住木尺的准备,但不碰到尺.当他看到第一位同学松手时,立即握住木尺,手握处的读数为0.55m,g取10m/s
2
,则第二位同学的反应时间为( )
A.0.10s
B.0.30s
C.0.11s
D.0.33s
题型:淮安模拟
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弹性小球从某一高度H自由下落到水平地面上,与水平地面碰撞后弹起,假设小球与地面的碰撞过程中没有能量损失,但由于受到大小不变的空气阻力的影响,使每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的
3
4
.为使小球弹起后能上升到原来的高度H,则需在小球开始下落时,在极短时间内给它一个多大的初速度v
0
?
某同学对此解法是:由于只能上升
3
4
H,所以机械能的损失为
1
4
mgH,只要补偿损失的机械能即可回到原来的高度,因此
1
2
mv
0
2
=
1
4
mgH,得v
0
=
1
2
g
H
.
你同意上述解法吗?若不同意,请简述理由并求出你认为正确的结果.
题型:虹口区一模
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一个物体从45m高处由静止自由下落,不计空气阻力.求:
(1)前2s内的位移大小;
(2)最后1s内通过的高度及平均速度大小.
题型:不详
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