题目内容

【题目】有一塑料小车从倾角为θ的光滑斜坡上下滑,撞击挡板后停下,如图甲所示。为了减少小车对挡板的冲击,某同学设想了一个电磁缓冲装置:在小车的底部固定一个与小车前端平齐、匝数为n、边长为L、总电阻为R的正方形闭合线框,在斜坡的下端加上宽度同为L的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜坡向下,如图乙所示(小车未画出)。若小车与线框的总质量为m,小车在离挡板距离为d处静止释放,进入磁场后立即做减速运动,且小车在撞击挡板前已经匀速运动。求:

(1)小车刚进入磁场时的速度v1大小;

(2)小车匀速运动的速度v2大小。

(3)若小车从刚进入磁场到匀速运动时所用的时间为t,这过程中通过线框的电量q

【答案】123

【解析】试题分析:(1)从释放至刚进入磁场,由动能定理可以求出刚进入磁场的速度大小;(2)进入磁场后小车做匀速运动,根据平衡条件法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律联立即可求出在磁场匀速运动的速度;(3)根据动量定理可求通过线框的电量.

1从释放至刚进入磁场,由动能定理有

解得

2)由法拉第电磁感应定律有

由闭合电路欧姆定律有:

安培力为:

匀速运动时,根据平衡条件有:

联立解得:

3)由动量定理有

联立解得

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