题目内容

如图,光滑矩形斜面ABCD的倾角,在其上放置一矩形金属框abcd,ab的边长,bc的边长,线框的质量,电阻R= 0.1Ω ,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近,重物质量M=2kg,斜面上efgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小B=0.5T,方向垂直于斜面向上;已知ef到gh的距离为0.6m,现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd与AB边重合),在重物M达到地面之前,发现线框匀速穿过匀强磁场区域,不计滑轮摩擦,取g=10m/s2。 求:

(1)线框进入磁场前细线所受拉力的大小;

(2)线框从静止运动开始到ab边刚进入磁场所用的时间;

(3)线框abcd在整个运动过程中产生的热量。

 

(1)N(2)s(3)18J

【解析】

试题分析:(1)线框进入磁场前,对线框和重物由牛顿第二定律有:

①(2分)

②(2分)

联立①②解并代入数据得线框进入磁场前的细线所受拉力的大小:

N(1分) (共5分)

(2)因线框匀速穿过匀强磁场区域,由物体的平衡条件有:

③(1分)

④(2分)

⑤(1分)

⑥(1分)

⑦(1分)

由①②③④⑤⑥⑦解并代入数据得:s (1分) (共7分)

( 3)由能量守恒: ⑧(3分)

由⑧解并代入数据得:J (2分) (共5分)

考点:考查了牛顿第二定律,共点力平衡条件,能量守恒定律的应用

 

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