如图所示,光滑斜面的倾角a=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=1m,bc边的边长l2=0.6ra,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用

◎ 题目

如图所示,光滑斜面的倾角a=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=1m,bc边的边长l2=0.6ra,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F=1ON.斜面上ef线(efgh)的右方有垂直斜面向上的均匀磁场,磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象所示,时间t是从线框由静止开始运动时刻起计的.如果线框从静止开始运动,进人磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh的距离 s=5.1m,取 g=10m/s2.求:

魔方格

(1)线框进人磁场前的加速度;
(2 )线框进人磁场时匀速运动的速度v;
(3)线框整体进入磁场后,ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热.

◎ 答案

(1)线框进入磁场前,受到重力、细线的拉力F和斜面的支持力作用做匀加速运动,根据牛顿第二定律得
F-mgsinα=ma
得,a=
F-mgsinα
m
=5m/s2
(2)线框进人磁场最初一段时间是匀速的,合力为零,由E=Bl1v、I=
E
R
、FA=BIl1 得安培力为
  FA=
B2
l21
v
R

根据平衡条件得  F=mgsinα+FA=mgsinα+
B2
l21
v
R

代入解得  v=2m/s
(3)线框abcd进入磁场前做匀加速运动,进磁场的过程中,做匀速运动,进入磁场后到运动到gh线仍做匀加速运动.
    进磁场前线框的运动的时间为t1=
v
a
=
2
5
s=0.4s

    进磁场过程中匀速运动的时间为t2=
l2
v
=
0.6
2
s=0.3s
线框完全进入磁场后线框受力情况与进入磁场前相同,所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2
由s-l2=vt3+
1
2
a
t23

解得,t3=1s
因此线框整体进入磁场后,ab边运动到gh线的过程中有感应电流的时间为t4=1-(0.9-t1-t2)=0.8s
线框中产生的感应电动势为 E=
△B
△t
S
=
△B
△t
l1l2
=
0.5
2.1-0.9
×0.6×1
V=0.25V
线框整体进入磁场后,ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热为
   Q=
E2
R
t4
=
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
在如图a所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化。图b中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流的变化的情况。其中
在如图a所示电路中,闭合电键
调整如图所示电路的可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在这个过程中[]A.通过R1的电流增加,增加量一定等于ΔU/R1B.R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔUC.通过R2的
调整如图所示电路的可变电阻
如图所示的电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片p向右移动时,下列说法正确的是[]A.电流表读数变小,电压表读数变大B.小电泡L变暗C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变小
如图所示的电路,闭合开关S,
直流电动机的内电阻r=2,与R=8的电阻串联接在线圈上,如图所示。已知线圈面积为m2,共100匝,线圈的电阻为2,线圈在的匀强磁场中绕O以转速n=600r/min匀速转动,在合上开关S后
直流电动机的内电阻r=2,与R
如图所示电路的电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表V的示数增大△U(电压表为理想电表),在这个过程中[]A.通过R1的电流增加,增加量一定等于△U/R1B.R2两端的
如图所示电路的电源内阻不可