如图1所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与

◎ 题目

如图1所示,一个质量m=0.1 kg的正方形金属框总电阻R=0.5 Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为x,那么v2-x图象如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,金属框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)根据v2-x图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间t;
(2)求出斜面AA′B′B的倾斜角θ;
(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小。

◎ 答案

解:(1)由v2-x图象可知:
x1=0.9 m,v1=3 m/s,做匀加速运动;
x2=1.0 m,v1=3 m/s,做匀速运动;
x3=1.6 m,末速度v2=5 m/s,做匀加速运动
设线框在以上三段的运动时间分别为t1、t2、t3
则x1v1t1,所以t1=0.6 s
x2=v1t2,所以t2s
x3(v1+v2)t3,t3=0.4 s
t=t1+t2+t3s
(2)线框加速下滑时,由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma
由a=5.0 m/s2得θ=53°
(3)线框通过磁场时,线框做匀速直线运动,线框受力平衡
+μmgcosθ=mgsinθ
线框的宽度L=d=0.5x2=0.5 m
得B=T

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图1所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与…”主要考查了你对  【匀变速直线运动规律的应用】,【共点力的平衡】,【牛顿运动定律的应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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