精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图,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=l m,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线与重物相连,重物质量M=2kg,斜面上ef线(efgh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,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=11.4m,(取g=10.4m/s2),求:
(1)线框进入磁场前重物M的加速度;
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v;
(3)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
(4)ab边运动到gh线处的速度大小和在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.
精英家教网
(1)线框进入磁场前,线框仅受到细线的拉力FT,斜面的支持力和线框重力,重物M受到重力和拉力FT
对线框,由牛顿第二定律得   FT-mg sinα=ma      
联立解得,线框进入磁场前重物M的加速度  a=
Mg-mgsinα
M+m
=5m/s2
(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,所以重物受力平衡  Mg=FT′,
线框abcd受力平衡  FT′=mg sinα+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
联立上述各式得,Mg=mg sinα+
B2
l21
v
R

代入数据解得  v=6m/s
(3)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.
进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同,为a=5 m/s2
该阶段运动时间为  t1=
v
a
=
6
5
s
=1.2s
进磁场过程中匀速运动时间  t2=
l2
v
=
0.6
6
s
=0.1s
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
at
 23

解得:t3=1.2 s
因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为 t=t1+t2+t3=2.5s  
(4)线框ab边运动到gh处的速度  v′=v+at3=6 m/s+5×1.2 m/s=12m/s  
整个运动过程产生的焦耳热  Q=FAl2=(Mg-mgsinθ)l2=9J  
答:
(1)线框进入磁场前重物M的加速度是5m/s2
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v是6m/s;
(3)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间是2.5s;
(4)ab边运动到gh线处的速度大小和在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是9J.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?顺义区一模)如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过细棉线绕过光滑的滑轮与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,在进入磁场的这段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图,光滑斜面的倾角α=30°,一个矩形导体线框abcd放在斜面内,ab边水平,长度l1=1m,bc边的长度l2=0.6m,线框的质量m=1kg,总电阻R=0.1Ω,线框通过细线与质量为m=2kg的重物相连,细线绕过定滑轮,不计定滑轮对细线的摩擦,斜面上水平线ef的右侧有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,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线和斜面最高处gh(gh是水平的)的距离s=11.4m,取g=10m/s2,求:
(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v:
(2)ab边运动到gh线时的速度大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图,光滑斜面的倾角为θ,质量为m的物体在平行于斜面的轻质弹簧作用下处于静止状态,则(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图,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=l m,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线与重物相连,重物质量M=2kg,斜面上ef线(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,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=11.4m,(取g=10.4m/s2),求:
(1)线框进入磁场前重物M的加速度;
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v;
(3)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
(4)ab边运动到gh线处的速度大小和在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.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置-矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m、电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的小滑轮与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右上方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初-段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是(  )