个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面是绝缘且光滑的斜面顶端,自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB'平行、宽度为d的匀强磁场
◎ 题目
个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面是绝缘且光滑的斜面顶端,自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB'平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端BB',设金属框在下滑时即时速度为v,与此对应的位移为s,那么v2-s图像如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问: (1)分析v2-s图像所提供的信息,计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d。 (2)匀强磁场的磁感应强度多大? (3)金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少? (4)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上,使金属框从斜面底端BB'静止开始沿斜面向上运动,匀速通过磁场区域后到达斜面顶端。试计算恒力F做功的最小值。 |
◎ 答案
解:(1)s=0到s=1.6 m由公式v2=2as 该段图线斜率k==10,所以a=5m 根据牛顿第二定律mgsinθ=ma,=0.5,θ=30° 由图得从线框下边进磁场到上边出磁场均做匀速运动,所以△s=2L=2d=(2.6-1.6)m=1 m,d=L=0.5m (2)线框通过磁场时,v12=16,v1=4 m/s 此时F安=mgsinθ,=mgsinθ,=0.5 T (3)s=0.8 s s=0.25 s s3=(3.4-2.6)m=0.8 m s3=v1t3+at32,t3=0.2 s 所以t=t1+t2+t3=(0.8+0.25+0.2)s=1.25 s (4)未入磁场F-mgsinθ=ma2,进入磁场F=mgsinθ+F安 ∴F安=ma2,,v==2 m/s,F安==0.25N 最小功WF=2dF安+mg(s1+s2+s3)sinθ=+mg(s1+s2+s3)sinθ=1.95 J |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面是绝缘且光滑的斜面顶端,自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB'平行、宽度为d的匀强磁场…”主要考查了你对 【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。- 最新内容
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下一篇:如图所示,开口向下的导线框固定在竖直平面内,上端有一开关,线框处于与其平面垂直的匀强磁场中,磁场的宽度为h。一导体棒开始时静止于A位置,然后释放,导体棒刚进入磁场时
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