题目内容

如图,动摩擦系数为u的粗糙斜面的倾角α,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1bc边的边长l2,线框的质量m 电阻R,线框通过细线与重物相连,重物质量M,斜面上ef线(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B.释放M,线框从静止开始沿斜面向上运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh的距离s  且s大于2l2,下列说法正确的是.(  )
分析:由题,线框刚进入磁场的过程做匀速运动,根据平衡条件求解绳子的拉力大小.线框进入磁场前,根据牛顿第二定律求解加速度.由平衡条件求出线框匀速运动的速度,可求出线框由静止开始到运动到gh线处所用的时间.M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能,根据能量守恒定律求解焦耳热.
解答:解:A、线框进入磁场的过程做匀速运动,根据平衡条件得:绳的拉力 T=mgsinα+F,绳子的拉力T不一定大于mg,故A错误.
B、线框进入磁场前,根据牛顿第二定律得:加速度为 a=
Mg-mgsinα
M+m

设线框匀速运动的速度大小为v,则线框受到的安培力大小为F=
B2
l
2
1
v
R
,根据平衡条件得:F=Mg-mgsinα,联立可求得v.
根据运动学公式v=at,所以可求出线框由静止开始到运动到gh线处所用的时间.故B正确.
C、根据能量转化和守恒定律得知,M的重力势能减小转化为m的重力势能和线框中的内能,故C错误.
D、根据能量守恒定律得:线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热等于系统机械能的减少,故D正确.
故选:BD
点评:本题是电磁感应与力平衡的综合,安培力的计算是关键.本题中运用的是整体法求解加速度.
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