题目内容
【题目】如图所示,足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成=37°放置,在斜面上虚线
和
与斜面底边平行,在
、
围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场,磁感应强度为B=1T;现有一质量为m=10g,总电阻R=1Ω、边长d=0.1m的正方形金属线圈MNPQ,让PQ边与斜面底边平行,从斜面上端静止释放,线圈刚好匀速穿过整个磁场区域。已知线圈与斜面间的动摩擦力因数为μ=0.5,(
,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)线圈进入磁场区域时的速度;
(2)线圈释放时,PQ边到的距离;
(3)整个线圈穿过磁场的过程中,线圈上产生的焦耳热。
【答案】(1)2m/s;(2)1m;(3)
【解析】(1)对线圈受力分析,根据平衡条件得: ,
,
,
联立代入数据解得:v=2m/s
(2)线圈进入磁场前做匀加速运动,根据牛顿第二定律得:
a= =2m/s2
线圈释放时,PQ边到bb的距离L==
m=1m;
(3)由于线圈刚好匀速穿过磁场,则磁场宽度等于d=0.1m,
Q=W安=F安2d
代入数据解得:Q=2×10-2×2×0.1J=4×10-3J
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