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如图所示,轻绳绕过轻滑轮连接着边长为L的正方形导线框A1和物块A2,线框A1的电...

manfen5.com 满分网如图所示,轻绳绕过轻滑轮连接着边长为L的正方形导线框A1和物块A2,线框A1的电阻为R,质量为M,物块A2的质量为m(M>m),两匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ的高度也为L,磁感应强度均为B,方向水平与线框垂直.线框ab边磁场边界高度为h,开始时各段绳都处于伸直状态,把它们由静止释放,ab边刚穿过两磁场的分界线cc′进入磁场Ⅱ时线框做匀速运动.求:
(1)ab边进入磁场Ⅰ时线框A1的速度v1
(2)ab边进入磁场Ⅱ后线框A1所受重力的功率P;
(3)从ab边进入磁场Ⅱ到ab边穿出磁场Ⅱ的过程中,线框中产生的焦耳热Q.
(1)线框进入磁场前的运动过程,对线框和物块组成的系统,由机械能守恒定律求解. (2)ab边刚穿过两磁场的分界线cc′进入磁场Ⅱ时线框做匀速运动,合力为零,根据平衡条件和安培力公式,求出线框的速度,即可求出重力的功率P=Mgv. (3)从ab边进入磁场Ⅱ到ab边穿出磁场Ⅱ的过程中,线框做匀速直线运动,系统的重力势能减小转化为内能,由能量守恒定律求解线框中产生的焦耳热Q. 【解析】 (1)线框进入磁场前的运动过程,应用系统机械能守恒得 得: (2)设ab边进入磁场Ⅱ时线框匀速运动的速度为v2,此时线框中产生的感应电动势大小为E=2BLv2,感应电流为I= 线框的左右受到的安培力平衡,而上下两边所受的安培力的合力为F=2BIL,则得 F=2• 根据平衡条件有   解得, 所以线框A1所受重力的功率P为: (3)从ab边进入磁场Ⅱ到ab边穿出磁场Ⅱ的过程中,线框做匀速直线运动,系统的重力势能减小转化为内能,由能量守恒定律得    Q=(M-m)gL 答: (1)ab边进入磁场Ⅰ时线框A1的速度v1是. (2)ab边进入磁场Ⅱ后线框A1所受重力的功率P是; (3)从ab边进入磁场Ⅱ到ab边穿出磁场Ⅱ的过程中,线框中产生的焦耳热Q是(M-m)gL.
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考点分析:
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如图所示,线框用裸导线组成,cd、ef两边竖直放置且相互平行,裸导体ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动,在螺线管内有图示方向磁场B1,若manfen5.com 满分网=10T/s均匀增加,而ab所在处为匀强磁场B2=2T,螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1m2.导体棒ab质量m=0.02kg,长L=0.1m,整个电路总电阻R=5Ω,试求(g取10m/s2):
(1)ab下落时的最大加速度.
(2)ab下落时能达到的最大速度.

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I1m=IAm-IL=0.6A-0.3A=0.3A,
这时滑动变阻器R1两端的电压为     
U1m=ε-I1m R2=6V-0.3×15V=1.5V
因此,滑动变阻器的最大功率为P1m=I1m U1m=0.3×1.5W=0.45W.
乙同学不同意甲同学的看法,他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它两端电压的乘积,即P1=I1 U1,电流最大时功率未必最大,只有电流、电压的乘积最大时,功率才最大,如图所示.
你认为甲、乙两位同学中,哪位同学的看法正确,如果你认为甲同学正确,请简述他正确的理由;如果你认为乙同学正确,请求出滑动变阻器R1的最大功率P1m

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(1)绳断瞬间物块A的速率;
(2)物块B上升的最大高度.

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一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,初始时气体体积为 3.0×l0-3m3.用 DIS 实验系统测得此时气体的温度和压强分别为 300K 和1.0×105Pa.推动活塞压缩气体,稳定后测得气体的温度和压强分别为320K和1.6×105Pa.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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