37(20分)(1)根据磁场分布特点,线框不论转到磁场中哪一位置,切割磁感线的速度始终与磁场方向垂直,故线框转到图示位置时,感应电动势的大小E=2Blv=2Bl
=BlLω(3分)。
=2.9J (2分)
=+018×3.22
=3.2m/s ⑤………(2分)
(3)框消耗的磁场能一部分转化为框中电热,一部分克服阴力做功。
据能量守恒
E硫=I2Rt+Kvm?vmt (4分)
E磁=[4B2L2(v-vm)2/R]?1+Kvm2?1
代入数据解得L=2.5m (2分)
36(共20分)
(1)运动。因磁场运动时,框与磁场有相对运动,ad、b边切害虫磁感线,框中产生感应电流(方向逆时针),同时受安培力,方向水平向右,故使线框向右加速运动,且属于加速度越来越小的变加速运动。 …………(6分)
(2)阻力f与安培力F安衡时,框有vmf=Kvm=F=2IBL①………(2分)
其中I=E/R ②………(1分)
E=2BL(v-vm) ③………(2分)
①②③联立得:
Kvm=2?[2BL(v-vm)/R]?BL
∴Kvm=(4B2L2v-4B2L2vm)/R
∴vm=4B2L2v/(KR+4B2L2) ④………(1分)
联立⑤、⑥式得
⑦
⑥ (2分)
代入数据解得N (1分)
再根据牛顿第三定律可知小物块到达C点时对轨道的压力FC=35N (1分)
(3)小物块滑到长木板上后,它们组成的系统在相互作用过程中总动量守恒,减少的机械能转化为内能。当物块相对木板静止于木板最右端时,对应着物块不滑出的木板最小长度。根据动量守恒定律和能量守恒定律有
mvC=(m+M)v ⑤ (2分)
在C点,根据牛顿第二定律有
④ (2分)
代入数据解得m/s (1分)
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