在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动.若经过时间t0,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是(  )
A.当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为2gsinθ
B.t0时刻线框匀速运动的速度为
v0
2
C.t0时间内线框中产生的热量为
3
2
mgLsinθ+
15
32
mv02
D.离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动
魔方格

◎ 答案

线框开始进入磁场时,线框处于平衡状态,此时有:mgsinθ=BIL=
B2L2v0
R
  ①
当ab边刚越过ff′时,此时线框速度仍为v0,此时有:2BI2L-mgsinθ=ma2   ②
I2=
2BLv0
R
                  ③
由②③得:
4B2L2v0
R
-mgsinθ=ma2
   ④
联立①④可得:a=3gisnθ,故A错误;
设t0时刻的速度为v,此时处于平衡状态,有:I3=
2BLv
R
      ⑤
2BI3L=mgsinθ          ⑥
联立①⑤⑥得v=
v0
4
,故B错误;
在时间t0内根据功能有:Q=
3
2
mgLsinθ +
1
2
v20
 -
1
2
mv2=
3
2
mgsinθ+
15
32
m
v20
,故C正确;
离开磁场时由于安培力小于重力沿斜面的分力,因此线框将做加速度逐渐减小的变加速运动,故D错误,故ABD错误,C正确.
故选C.

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