如图所示,光滑斜面的倾角,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长为1m,bc边的边长为0.8m,线框的质量M="4"kg,电阻为0.1Ω,线框通过细线绕过光滑的定滑轮与重物相连

◎ 题目

如图所示,光滑斜面的倾角,在斜面上放置一矩形线框abcdab边的边长为1 m,bc边的边长为0. 8 m ,线框的质量M="4" kg,电阻为0. 1Ω,线框通过细线绕过光滑的定滑轮与重物相连,滑轮的质量不计,重物的质量m="1" kg,斜面上efgh为斜面上有界匀强磁场的边界,与斜面的底边平行,efgh的间距为1. 8 m,磁场方向垂直于斜面向上,B="0." 5 T,开始cd边离gh边的距离为2.25 m,由静止释放,线框恰好能匀速穿过ef边界,线框滑动过程中cd边始终与底边平行,求:(设斜面足够长,重物m不会与滑轮接触,g取10
(1)线框cd边刚进入磁场时速度的大小。
(2)线框进入磁场过程中通过线框的电量。
(3)线框进入磁场过程中在线框中产生的焦耳热。

◎ 答案

(1)3 m/s  
(2)4 C 
(3)0. 5 J。

◎ 解析

(1)设M下落高度m上升的高度,则Mm系统机械能守恒,则: ①
线框刚进入磁场时的速度:v=" 3" m/s  ②
(2)线框进入磁场的过程中产生的感应电流的平均值为I,磁通量的变化量为,变化的时间为,感应电动势为E,通过线框的电荷量为Q,则有: ③
  ④
 ⑤
由③④⑤式得:Q="4" C ⑥
(3)当线框在匀速穿过ef边界时:设速度为,由平衡知:
  ⑦
   ⑧
由⑦⑧式得="4m/s  " ⑨
设线框完全进入磁场时速度为,下滑高度为H,重物上升高度为h,则:

m/s
从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中,下滑高度为,重物上升高度为,此过程线框中产生的焦耳热为,由功能关系得:

="0." 5 J。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,光滑斜面的倾角,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长为1m,bc边的边长为0.8m,线框的质量M="4"kg,电阻为0.1Ω,线框通过细线绕过光滑的定滑轮与重物相连…”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。

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