如图所示,光滑斜面的倾角α=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=lm,bc边的边长l2=0.6m,

2025-05-18 16:28:30
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回答1:

(1)线框进入磁场前,由牛顿第二定律得F-mgsinα=ma      
       线框进入磁场前的加速度a=

F?mgsinα
m
=5m/s2        
    (2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,
          则线框abcd受力平衡   F=mgsinα+FA
         ab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势E=Bl1v            
         形成的感应电流I=
E
R
Bl1v
R
(1分)
         受到的安培力FA=BIl1,得到FA=
B2
l
v
R
 
            F=mgsinα+
B2
l
v
R

          代入数据,解得v=2m/s                        
    (3)线框abcd进入磁场前时,做匀加速直线运动;进磁场的过程中,做匀速直线运动;进入磁场后到运动到gh线,仍做匀加速直线运动.
        进磁场前线框的运动时间为     t1
v
a
2
5
s=0.4s
 
        进磁场过程中匀速运动时间为   t2
l2
v
0.6
2
s=0.3s

        线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前,所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2
            s?l2=vt3+
1
2
a
t

          解得:t3=1s                            
       故ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t=t1+t2+t3=1.7s           
    (4)线框ab边运动到gh处的速度v′=v+at3=2m/s+5×1m/s=7m/s
    (5)E=
△BS
△t
=
0.5×0.6
2.1?0.9
V=0.25V     Q1
E2
R
t4
=
0.252×0.8
0.1
J=0.5J 
    整个运动过程产生的焦耳热Q=FAl2+Q1=(F-mgsinθ)l2+Q1=3.5J   
答:(1)线框进入磁场前的加速度为5m/s2
     (2)线框进入磁场时匀速运动的速度v=2m/s