题目内容

【题目】如图所示,斜面光滑,倾角,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长,bc边的长,线框的质量m=1kg,电阻,线框用细线通过定滑轮与重物相连(不计摩擦),重物质量M=2Kg,斜面上ef线与gh线(ef∥gh)间有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T。如果线框从静止开始运动,当ab边进入磁场B时恰好做匀速直线运动,ef线和曲线间的距离为9.1m,g取10m/s2求:

(1)ab边由ef运动到gh线这段时间内产生的焦耳热;

(2)ab边由ef运动到gh线所用的时间。

【答案】(1) 9J (2)

【解析】

(1)线框进入磁场后做匀速直线运动,所以克服安培力做功转化为焦耳热.(2)分别对线框与重物受力分析,运用牛顿第二定律,求出加速度的大小,从而根据运动学公式可确定运动的时间;

(1)线框匀速进入磁场过程,对M有:

对m有:T=mgsinθ+FA

焦耳热:Q=FAl2

解得Q=9J

(2)ab边进入磁场时,有FA=

解得:v=6m/s

线框进磁场B过程中:l2=vt1

线框完全进入磁场B后对M有:

对m有:

由匀加速直线运动得:

总时间

解得

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