如图，一足够长的固定斜面与水平方向成α=37？角，空间有垂直于斜面的无限多个匀强磁场，其磁感应强度的大小均为B=0.5T，相邻磁场区域的磁场方向相反．每个磁场区域的宽度均为-00教育-零零教育信息网

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如图，一足够长的固定斜面与水平方向成α=37？角，空间有垂直于斜面的无限多个匀强磁场，其磁感应强度的大小均为B=0.5T，相邻磁场区域的磁场方向相反．每个磁场区域的宽度均为

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 导体切割磁感线时的感应电动势/2023-04-18 / 加入收藏 / 50 阅读 [打印]

◎ 题目

如图，一足够长的固定斜面与水平方向成α=37？角，空间有垂直于斜面的无限多个匀强磁场，其磁感应强度的大小均为B=0.5T，相邻磁场区域的磁场方向相反．每个磁场区域的宽度均为L₁=0.1m，磁场区的边界均与斜面底边平行．现有一质量为m=0.05kg、电阻为R=0.5Ω的矩形金属框abcd沿此斜面下滑，已知ad=L₁=0.1m，ab=L₂=0.2m，下滑过程中，金属框的ab边始终与斜面底边平行，金属框与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，金属框下滑距离s=3m时速度达到最大，求：
（1）金属框下滑的最大速度；
（2）当金属框下滑的加速度为a=2m/s²时，金属框的焦耳热功率；
（3）从开始下滑到速度达到最大的过程中金属框中产生的焦耳热量．

◎ 答案

（1）金属框做加速度逐渐减小的加速运动，直到最后运动运动为止，当匀速时速度达到最大，此时有：
mgsinα=F_f+2BIL₂
mgsinα=μmgcosα+

4B2L22vm

解得：v_m=2.75m/s
故金属框下滑的最大速度为：v_m=2.75m/s．
（2）根据牛顿第二定律有：
mgsinα-μmgcosα-2BIL₂=ma
解得：I=0.6A
P=I²R=0.18W
故当金属框下滑的加速度为a=2m/s²时，金属框的焦耳热功率为：P=0.18W．
（3）下落过程，根据功能关系有：
W_G+W_f+W_安=

mv_t²-

mv₀²
mgssinα-μmgscosα-Q=

mv_m²解得：Q=0.47J
故从开始下滑到速度达到最大的过程中金属框中产生的焦耳热量为：Q=0.47J．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“如图，一足够长的固定斜面与水平方向成α=37？角，空间有垂直于斜面的无限多个匀强磁场，其磁感应强度的大小均为B=0.5T，相邻磁场区域的磁场方向相反．每个磁场区域的宽度均为…”主要考查了你对【共点力的平衡】，【牛顿第二定律】，【动能定理】，【导体切割磁感线时的感应电动势】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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