(15分)如图所示,水平虚线L1、L2之间是匀强磁场,磁场方向水平向里,磁场高度为h.竖直平面内有一等腰梯形线框,底边水平,其上下边长之比为5:1,高为2h.现

(15分)如图所示,水平虚线L1、L2之间是匀强磁场,磁场方向水平向里,磁场高度为h.竖直平面内有一等腰梯形线框,底边水平,其上下边长之比为5:1,高为2h.现

题型:不详难度:来源:
(15分)如图所示,水平虚线L1、L2之间是匀强磁场,磁场方向水平向里,磁场高度为h.竖直平面内有一等腰梯形线框,底边水平,其上下边长之比为5:1,高为2h.现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落,当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0,在DC边刚进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动。求:
(1)DC边刚进入磁场时,线框的加速度;
(2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中,线框损失的机械能和重力做功之比;

答案
(1)  (2)
解析

试题分析:(1)设线框质量为m、电阻为R,AB长为l,DC边刚进入磁场时速度为,此时线框切割磁感线的有效长度为3l      (1分)
对线框有:mg-F=ma   ,      (2分)
DC进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动,此时切割磁感线的有效长度为2l    (1分)
有:      (2分)
解以上三式得:        (1分)
(2)设AB边刚进入磁场时速度为v0,有效长度为l,线框加速度为0,有:   (2分)
根据机械能守恒有:   解得: (2分)
全过程重力做功  损失的机械能 
根据能量守恒:     (2分)
 (1分)
故:   (1分)
举一反三
如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,ab棒的速度大小为v,则ab棒在这一过程中(  ).
A.运动的平均速度大小为v
B.下滑的位移大小为
C.产生的焦耳热为qBLv
D.受到的最大安培力大小为sin θ

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如图所示,金属杆放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长回路总电阻回路处在竖直向上的磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量的木块,磁感应强度从开始随时间均匀增强,5s末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g取,求回路中的电流强度。

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如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面。运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为,在磁场中运动时产生的热量分别为,不计空气阻力,则
A.
B.
C.
D.

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如图所示,相距均为d的三条水平虚线L1、L2和L3,L1与L2、L2与L3之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B.一个边长也是d的正方形导线框,从L1上方一定高度处由静止开始自由下落,当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,在线框从进入磁场到速度变为v2的过程中,设线框的动能变化量为ΔEk,重力对线框做功为W1,安培力对线框做功为W2,下列说法中正确的有

A.在导线框下落过程中,由于重力做正功,所以v2>v1
B.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,线框动能的变化量为ΔEk=W1+W2
C.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,线框动能的变化量为ΔEk=W1-W2
D.从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,机械能减少了W1-ΔEk
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如图,电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨PX、QY相距L=0.5m,底端连接电阻R=2Ω,导轨平面倾斜角θ=30°,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1T。质量m=40g、电阻R=0.5Ω的金属棒MN放在导轨上,金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动,经过时间t1=2s通过距离x=1.5m,速度达到最大,这个过程中电压表示数U0=8.0V,电流表实数I0=0.6A,示数稳定,运动过程中金属棒始终与导轨垂直,细线始终与导轨平行且在同一平面内,电动机线圈内阻r0=0.5Ω,g=10m/s2.。求:
         
(1)细线对金属棒拉力的功率P多大?
(2)从静止开始运动的t1=2s时间内,电阻R上产生的热量QR是多大?
(3)用外力F代替电动机沿细线方向拉金属棒MN,使金属棒保持静止状态,金属棒到导轨下端距离为d=1m。若磁场按照右图规律变化,外力F随着时间t的变化关系式?
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