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    2010北京海淀期末练习 如图12-18甲所示.长方形金属框abcd.各边长度为ac=bd=．ab=cd=l.方框外侧套着一个内侧壁长分别为及l的U型金属框架MNPQ.U型框与方框之间接触良好且无摩擦.两个金属框的质量均为m.PQ边.ab边和cd边的电阻均为r.其余各边电阻可忽略不计.将两个金属框放在静止在水平地面上的矩形粗糙绝缘平面上.将平面的一端缓慢抬起.直到这两个金属框都恰能在此平面上匀速下滑.这时平面与地面的夹角为θ.此时将平面固定构成一个倾角为θ的斜面.已知两框与斜面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.在斜面上有两条与其底边垂直的.电阻可忽略不计.且足够长的光滑金属轨道.两轨道间的宽度略大于l.使两轨道能与U型框保持良好接触.在轨道上端接有电压传感器并与计算机相连.如图12-18乙所示.在轨道所在空间存在垂直于轨道平面斜向下.磁感强度大小为B的匀强磁场. (1)若将方框固定不动.用与斜面平行.且垂直PQ边向下的力拉动U型框.使它匀速向下运动.在U形框与方框分离之前.计算机上显示的电压为恒定电压U0.求U型框向下运动的速度多大, (2)若方框开始时静止但不固定在斜面上.给U型框垂直PQ边沿斜面向下的初速度v0.如果U型框与方框最后能不分离而一起运动.求在这一过程中电流通过方框产生的焦耳热, (3)若方框开始时静止但不固定在斜面上.给U型框垂直PQ边沿斜面向下的初速度3v0.U型框与方框将会分离.求在二者分离之前U型框速度减小到2v0时.方框的加速度. 注:两个电动势均为E.内阻均为r的直流电源.若并联在一起.可等效为电动势仍为E.内电阻为的电源,若串联在一起.可等效为电动势为2E.内电阻为2r的电源. 答案:(1)当U型框以速度v运动时.在与方框分离之前.方框ab边和cd边为外电路.PQ边为电源.它产生的感应电动势----1分 内电路电阻为r.外电路电阻为0.5r. ---1分 解得-----------------1分 (2)由于两金属框在斜面上恰能匀速下滑.所以沿斜面方向两个金属框所受合力为零.因此两个金属框组成的系统沿斜面方向动量守恒.----1分 河北省藁城市 高立峰 编辑整理 设二两个金属框一起运动的共同速度为v1.则 mv0=2mv1.解得 两个框产生的焦耳热 -----1分 设方框产生的焦耳为. 则--------1分 解得 ---------------1分 (3)设U型框速度为2v0时.方框的速度为v2.二框组成的系统沿斜面方向动量守恒. 则3mv0=2mv0+mv2. 解得v2= v0 框组成回路的总电动势 ------1分 两框组成回路中的电流 -------1分 方框受到的安培力即为合外力 根据牛顿第二定律解得此时方框的加速度 ---1分 高频考点五十九 电磁感应中的图像问题 【查看更多】

     

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