练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图，将边长为L，质量为M，总电阻为r的正方形铜框abcd竖直向上抛出，穿过宽度为h，磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向水平且与铜框平面垂直，铜框向上ab边离开磁场时的速度刚好是dc边进入磁场时速度的一半，铜框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下，并匀速进入磁场，整个过程中始终存在大小恒定的空气阻力f，且铜框不发生转动，求：
    （1）铜框在下落阶段匀速进入磁场的速度v2
    （2）铜框在上升阶段通过磁场产生的焦耳热Q．
    分析：（1）下落阶段匀速进入磁场说明线框所受力：重力、空气阻力及向上的安培力的合力为零，即mg-F安-f=0，而F安=BIL，I=
    BLv2
    r
    ，从而解得v2．
    （2）线框从最高点落回磁场时，下落高度为H，由动能定理可求得线框落回磁场时的速度．线框从上升阶段刚离开磁场到下落刚回到磁场的过程中，由功能关系求出
    线框从上升阶段刚离开磁场时的速度．对全程，由能量守恒定律列方程，求解铜框在上升阶段通过磁场产生的焦耳热Q．
    解答：解：（1）线框下落阶段匀速进入磁场时有：
    F+f=Mg…①
    F=BIL=B
    BLv2
    r
    L=
    B2L2v2
    r
    …②
    由①②式联立解得：v2=
    (Mg-f)r
    B2L2
    …③
    （2）设线框从最高点落回磁场时，下落高度为H，由动能定理得：(Mg-f)H=
    1
    2
    M
    v
    2
    2
    …④
    线框从上升阶段刚离开磁场到下落刚回到磁场的过程中，由功能关系得：2fH=
    1
    2
    M
    v
    2
    1
    -
    1
    2
    M
    v
    2
    2
    …⑤
    依题意有：v1=2v2 …⑥
    且全程有：(Mg+f)(L+h)+Q=
    1
    2
    M
    v
    2
    1
    -
    1
    2
    M
    v
    2
    2
    … ⑦
    解得：Q=
    3Mr2(M2g2-f2)
    2B4L4
    -(Mg+f)(L+h)    …⑧
    答：（1）铜框在下落阶段匀速进入磁场的速度v2为
    (Mg-f)r
    B2L2
    ．
    （2）铜框在上升阶段通过磁场产生的焦耳热Q为
    3Mr2(M2g2-f2)
    2B4L4
    -（Mg+f）（L+h）．
    点评：此类问题的关键是明确所研究物体运动各个阶段的受力情况，做功情况及能量转化情况，选择利用动能定理或能的转化与守恒定律解决针对性的问题，由于过程分析不明而易出现错误，所以，本类问题属于难题中的易错题．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两个带电小球（可视为质点），固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动．直角三角形的直角边长为L．质量分别为mA=3m，mB=m，电荷量分别为QA=-q，QB=+q．重力加速度为g．
    （1）若施加竖直向上的匀强电场E，使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态，则电场强度E多大？
    （2）若将匀强电场方向改为与原电场方向相反，保持E的大小不变，则框架OAB在接下来的运动过程中，带电小球A的最大动能EkA为多少？
    （3）在（2）中，设以O点为零势能位，则框架OAB在运动过程中，A、B小球电势能之和的最小值E′为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，放在倾角为30°的固定斜面上的正方形导线框abcd与重物之间用足够长的细线跨过光滑的轻质定滑轮连接，线框的边长为L、质量为m、电阻为R，重物的质量为
    7
    8
    m    ．现将线框沿bc方向抛出，穿过宽度为D、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直斜面向上．线框向下离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的
    1
    n
    （n大于1），线框离开磁场后继续下滑一段距离，然后上滑并匀速进人磁场．线框与斜面间的动摩擦因数为
    1
    4
    		3
    ，不计空气阻力，整个运动过程中线框始终与斜面平行且不发生转动，斜细线与bc边平行，cd边与磁场边界平行．求：
    （1）线框在上滑阶段匀速进人磁场时的速度υ2大小；
    （2）线框在下滑阶段刚离开磁场时的速度υ1大小；
    （3）线框在下滑阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    把一个边长为L的匀质立方体绕bc棱翻到使对角面AbcD处于竖直，如图3-1-3所示，此时，立方体的重心位置将升高___________________.

     

    图3-1-3

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2013届上海市徐汇区高三上学期期末考试物理试卷（带解析） 题型：计算题

    （14分）如图所示，两个带电小球（可视为质点），固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.质量分别为mA＝3m，mB＝m，电荷量分别为QA＝－q，QB＝＋q.重力加速度为g.

    （1）若施加竖直向上的匀强电场E，使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态，则电场强度E多大？
    （2）若将匀强电场方向改为与原电场方向相反，保持E的大小不变，则框架OAB在接下来的运动过程中，带电小球A的最大动能EkA为多少？
    （3）在（2）中，设以O点为零势能位，则框架OAB在运动过程中，A、B小球电势能之和的最小值E’为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2012-2013学年上海市徐汇区高三上学期期末考试物理试卷（解析版） 题型：计算题

    （14分）如图所示，两个带电小球（可视为质点），固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上，整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.质量分别为mA＝3m，mB＝m，电荷量分别为QA＝－q，QB＝＋q.重力加速度为g.

    （1）若施加竖直向上的匀强电场E，使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态，则电场强度E多大？

    （2）若将匀强电场方向改为与原电场方向相反，保持E的大小不变，则框架OAB在接下来的运动过程中，带电小球A的最大动能EkA为多少？

    （3）在（2）中，设以O点为零势能位，则框架OAB在运动过程中，A、B小球电势能之和的最小值E’为多少？

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案