如图,一边长L=0.4m、质量m1=0.2kg、电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=1.0kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连.磁感应强度B=1.0T,磁场宽度d1=0.8m,开

◎ 题目

如图,一边长L=0.4m、质量m1=0.2kg、电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=1.0kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连.磁感应强度B=1.0T,磁场宽度d1=0.8m,开始时bc边距磁场下边界为d2=1.0m,物块放在倾角θ=53°的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=
1
3
.现将物块由静止释放,经过一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2.求:
(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小;
(2)线框ad边刚刚进入磁场时的动能;
(3)线框从开始运动到全部穿出磁场的过程中产生的焦耳热.
魔方格

◎ 答案

(1)设ad边从磁场上边缘穿出时速度为 v1,物块此后也匀速运动 
对m2:T+μm2gcos53°=m2gsin53°
  求得:T=6 N
  对m1:T-m1g-F=0
F=BIL
解得:v1=2.5m/s
(2)设线框ad边刚刚进入磁场时,速度为v2,对整体有
(m2gsin53°-μm2gcos53°)(d2-L)-m1g(d2-L)=
1
2
(m1+m2)v22
解得:v2=2.5m/s
∴Ek=
1
2
m1v22=0.4J
(3)从开始运动到bc边离开磁场,对整体有
(m2gsin53°-μm2gcos53°)(d1+d2)-m1g(d1+d2)-W=
1
2
(m1+m2)v12
对线框有Q=W
解得:Q=3.45 J.   
答:(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小是2.5m/s;
(2)线框ad边刚刚进入磁场时的动能是0.4J;
(3)线框从开始运动到全部穿出磁场的过程中产生的焦耳热是3.45 J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,一边长L=0.4m、质量m1=0.2kg、电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=1.0kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连.磁感应强度B=1.0T,磁场宽度d1=0.8m,开…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  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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