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如图所示,光滑斜面的倾角α=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=lm,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F=10N.斜面上ef线(efgh)的右方有垂直斜面向上的均匀磁场,磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象,时间t是从线框由静止开始运动时刻起计的.如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh的距离s=5.1m,求:
(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v;
(2)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
(3)线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热.
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(1)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,
所以线框abcd受力平衡F=mgsinα+FA             
ab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势E=Bl1v            
形成的感应电流I=
E
R
=
Bl1v
R

受到的安培力FA=BIl1
F=mgsinα+
B2
l21
v
R

代入数据解得v=2m/s,
故线框进入磁场时匀速运动的速度v=2m/s.                  
(2)线框abcd进入磁场前时,做匀加速直线运动;
进磁场的过程中,做匀速直线运动;
进入磁场后到运动到gh线,仍做匀加速直线运动.
线框进入磁场前,线框仅受到细线的拉力F、斜面的支持力和线框重力,
由牛顿第二定律得:F-mgsinα=ma
线框进入磁场前的加速度:a=
F-mgsinα
m
=5m/s2        
进磁场前线框的运动时间为:t1=
v
a
=
2
5
s=0.4s

进磁场过程中匀速运动时间:t2=
l2
v
=
0.6
2
s=0.3s

线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前,
所以该阶段的加速度仍为:a=5m/s2
s-l2=vt3+
1
2
a
t23

解得:t3=1s                            
故ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为:t=t1+t2+t3=1.7s.       
(3)ε=
△(BS)
△t
=
0.5×0.6
2.1-0.9
=0.25V

Q1=
ε2t4
R
=
0.252×0.8
0.1
J=0.5J

整个运动过程产生的焦耳热Q=FAl2+Q1=(F-mgsinθ)l2+Q1=3.5J
故整个过程产生的焦耳热为3.5J.
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑斜面与水平面在B点平滑连接,质量为0.20kg的物体从斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在水平面上的C点.每隔0.20s通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.取g=10m/s2
t/s 0.0 0.2 0.4 1.2 1.4
v/m?s-1 0.0 1.0 2.0 1.1 0.7
求:
(1)斜面与水平面的夹角;
(2)物体与斜面间的动摩擦因数;
(3)t=0.8时物体的瞬时速度.

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(1)如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止P点.设滑块所受支持力为FN.OF与水平方向的夹角为θ.则F=
mg
tanθ
mg
tanθ
,FN=
mg
sinθ
mg
sinθ

(2)一质量为M、倾角θ为的斜面体在水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上,现用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块,拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和木块始终保持静止状态,则小木块受到斜面的最大摩擦力为
F+mgsinθ
F+mgsinθ
,斜面体受到地面的最大摩擦力为
F
F

(3).如图所示,倾角α=60°的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上.当斜面体以a=g的水平加速度向右作匀加速运动时,绳上的拉力为
2
mg
2
mg

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如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角为θ=30°,在其上放置一矩形金属线框abcd,ab的边长L1=1m,bc的边长L2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近.重物质量M=2kg,离地面的高度为H=4.8m.斜面上efgh区域是有界匀强磁场,方向垂直于斜面向上,已知AB到ef的距离为s1=4.2m,ef到gh的距离为s2=0.6m,gh到CD的距离为s3=3.8m,取g=10m/s2.现让线框从静止开始运动(开始时刻cd与AB边重合),发现线框匀速穿过匀强磁场区域,求:

(1)efgh区域内匀强磁场的磁感应强度B
(2)线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热Q
(3)通过计算分析画出线框从开始运动到ab边与CD边重合过程中线框的v-t图象.

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(2011?温州二模)如图所示,光滑绝缘水平面AB与倾角θ=370,长L=6m的绝缘斜面BC在B处圆滑相连,在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板,质量m=0.5kg、所带电荷量q=5x10-5C的绝缘带电滑块置于斜面的中点D,整个空间存在水平向右的匀强电场,场强E=2xlO5N/C,现让滑块以v0=12m/s的速度沿斜面向上运动.设滑块与挡板碰撞前后所带电荷量不变、速度大小不变,滑块和斜面间的动摩擦因数μ=0.1,求:
(1)滑块第一次与挡板碰撞时的速度大小;
(2)滑块第一次与挡板碰撞后能达到左端的最远点离B点的距离;
(3)滑块运动的总路程.

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精英家教网如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=30°,在其上放置一矩形金属线框abcd,ab的边长l1=1m,bc的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近;重物质量M=2kg,离地面的高度为H=4.8m;斜面上efgh区域是有界匀强磁场,方向垂直于斜面向上;已知AB到ef的距离为S1=4.2m,ef到gh的距离S2=0.6m,gh到CD的距离为S3=3.8m,取g=10m/s2;现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd与AB边重合),发现线框匀速穿过匀强磁场区域,求:
(1)线框进入磁场时的速度v
(2)efgh区域内匀强磁场的磁感应强度B
(3)线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热Q
(4)线框从开始运动到ab边与CD边重合需经历多长时间.

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