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如图所示,光滑斜面的倾角,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边长l1=1m,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg、电阻R=0.1,线框用细线通过定滑

题目详情

如图所示,光滑斜面的倾角 ,在斜面上放置一矩形线框 abcd ab 边长 l 1 =1m bc 边的边长 l 2 =0.6m ,线框的质量 m=1kg 、电阻 R=0.1 ,线框用细线通过定滑轮与重物相连,重物的质量 M=2kg ,斜面上 ef 线与 gh 线( ef//gh//pq//ab )间有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度 B 1 =0.5T gh 线与 pq 线间有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度 B 2 =0.5T ,如果线框从静止开始运动,当 ab 边进入磁场时恰好做匀速直线运动 ab 边由静止开始运动 gh 线所用的时间为 2.3s ,取 g=10m/s 2 ,求:

   1 ef 线和 gh 线间的距离。

   2 ab 边由静止开始至运动到 gh 线这段时间内线框中产生的焦耳热。

   3 ab 边刚越来 gh 线瞬间线框的加速度。

▼优质解答
答案和解析

( 1 )进入磁场时线框 abcd 受力平衡有:

 

ab 边进入磁场和切割磁感线,产生的电动势 E= Bl 1 v 1

形成的感应电流 ,受到的安培力 F A =B 1 Il 1

联立解得

线框 abcd 进磁场 B 1 前做匀加速直线运动,进磁场的过程中做匀速直线运动,完全进入磁场后至运动到 gh 线过程中仍做匀速直线运动。

进磁场前对重物和线框系统有:

解得: a=5m/s 2

该阶段运动的时间为:

进磁场 B 1 的过程中匀速运动的时间

进磁场后线框受力情况同进磁场前,所以该阶段的加速度仍为 a=5m/s 2

t a =t - t 1 - t 2 =1s

ef 线和 gh 线间的距离

( 2 )线框中产生的焦耳热 Q=F A l 2 =

( 3 ) ab 边刚越过 gh 线瞬间线框的速度为:

 

 

解得: