题目内容
【题目】如图所示,一轻绳绕过两轻滑轮,两端分别连接着矩形导线框A1和石块A2,线框A1的ab边长,l1=lm,bc边长l2=0.6m,电阻R=0.1Ω,质量m=0.5kg,石块A2的质量M=2kg,两水平平行虚线ef、gh之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh的距离且s>l2,(g取10m/s2).问:
(1)线框进入磁场前石块A2的加速度a多大;
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v多大.
【答案】(1)6m/s2 (2)6m/s
【解析】
试题分析:(1)因为石块A2的质量大于石块A1的质量,所以A1将向上运动,线框进入磁场前,线框A1受到细线的拉力F和重力mg,石块A2受到重力Mg和拉力F.
由牛顿第二定律得,对线框A1有:F﹣mg=ma
对石块有:Mg﹣F=Ma
联立解得:
(2)由题意可知线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,所以石块受力到的合力为零,对线框abcd受力分析可知受到重力mg、线的拉力F′、安培力F安,
其中 F′=Mg
列平衡方程得:F′-mg-F安=0.
ab边进入磁场切割磁感线,产生感应电动势为:E=Bl1v
产生的感应电流为:
受到的安培力:F安=BIl1
联立各式代入数据解得:v=6m/s
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