(17分)如图(a)所示,斜面倾角为370,一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行.在斜面上由静止释放一正方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 受力分析/2022-10-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(17分)如图(a)所示,斜面倾角为370,一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行.在斜面上由静止释放一正方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁场边界保持平行.取斜面底边重力势能为零,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示,图中①、②均为直线段.已知线框的质量为m=0.1kg,电阻为R=0.06Ω,重力加速度取g=l0m/s2.求:

(1)金属线框与斜面间的动摩擦因数;
(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间;
(3)金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生的最大电功率;

◎ 答案

(1)0.5;(2)0.125m;(3)0.43W;

◎ 解析


试题分析:(1)减少的机械能等于克服摩擦力做的功,即
而:
可解得:
(2)金属线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,机械能仍均匀减小,因此安培力也为恒力,线框做匀速运动有:
,其中
可解得线框刚进入磁场时的速度大小为:

其中,s2为线框的侧边长,即线框进入磁场过程运动的距离,可求出
故所用时间为:
(3)线框刚出磁场时速度最大,线框内的电功率最大

可求得:
根据线框匀速进入磁场时,
可求出:
又因为:,可求出
代入数据可解得:

◎ 知识点

    专家分析,试题“(17分)如图(a)所示,斜面倾角为370,一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行.在斜面上由静止释放一正方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁…”主要考查了你对  【受力分析】  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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