如图所示,在倾角为口的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场,区域Ⅰ磁场方向垂直斜面向下,区域Ⅱ磁场方向垂直斜面向上,磁场宽度均为L,一个质量为m,电阻
◎ 题目
如图所示,在倾角为口的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场,区域Ⅰ磁场方向垂直斜面向下,区域Ⅱ磁场方向垂直斜面向上,磁场宽度均为L,一个质量为m,电阻为R,边长也为L的正方形线框,由静止开始下滑,沿斜面滑行一段距离后ab边刚越过ee′进入磁场区域时,恰好做匀速直线运动,若当ab边到达gg′与ff′的中间位置时,线框又恰好做匀速直线运动.求: (1)当ab边到达gg′与ff′的中间位置时做匀速直线运动的速度v. (2)当ab边刚越过ff′进入磁场区域Ⅱ时,线框的加速度a. (3)线框从ab边开始进入磁场Ⅰ至ab边到达gg′与ff′的中间位置的过程中产生的热量Q. |
◎ 答案
(1)正方形线框的ab边刚越过ee′线后即作匀速运动,设速度为v′.则有 mgsinθ=BIL, 又I=
当ab边到达gg′与ff′的中间位置时,线框又做匀速运动,则有: E=2BLv,I′=
根据平衡条件得:mgsinθ=2BI′L 联立得:mgsinθ=
解得:v=
(2)当ab边刚越过ff′进入磁场区域Ⅱ时,根据牛顿第二定律得: 2B
由①③得:a=3gsinθ (3)由能量关系可求得: Q=mg?
答:(1)当ab边到达gg′与ff′的中间位置时做匀速直线运动的速度v为
(2)当ab边刚越过ff′进入磁场区域Ⅱ时,线框的加速度a为3gsinθ. (3)线框从ab边开始进入磁场Ⅰ至ab边到达gg′与ff′的中间位置的过程中产生的热量Q为
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