题目内容

如图一所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN和M ′N ′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图二是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量。求：

（1）金属框的边长；        

（2）磁场的磁感应强度；

（3）金属线框在整个下落过程中所产生的热量。

（1）由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2－t1    所以金属框的边长                （2分）

（2）在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力

                                                                                

    解得                        （4分）

（3）金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得

     W重－W安＝0                                   Q1＝W安                                                             

Q1＝W重＝mgl                                （2分）

金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2，重力对其做正功，安培力对其做负功，由动能定理得

     W重－W /安＝                Q2＝W /安                                

线框产生的总热量Q＝Q1＋Q2                     

解得：  

练习册系列答案
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如图一所示，ABCD是一个T型支架，已知整个支架的质量为m1=5kg，质心在BD上、离B点0.2m的O点处，BD=0.6m，D点通过铰链连接在水平地面上，ABC部分成为一斜面，与水平地面间的夹角为37°，且AB=BC．现有一质量为m2=10kg的钢块以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，钢块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25．问：T型支架会不会绕D点转动？

某同学的解题思路如下：
可以先算出钢块静止在ABC上恰好使支架转动的位置，如图二所示．根据支架受力情况写出此时力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根据该式子求出该位置到C点的距离S1；
（ MN、Mf、MG分别是钢块对斜面的压力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出钢块以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距离S2；
比较这两个距离：若S1≥S2，则T型支架不会绕D点转动；若S1＜S2，则会转动．
请判断该同学的解题思路是否正确，若正确，请按照该思路，写出详细的解题过程，求出结果；若不正确，请给出你认为的正确解法．

如图一所示，abcd是位于竖直平面内的边长为10cm的正方形闭合金属线框，线框的质量为m=0.02Kg，电阻为R=0.1Ω. 在线框的下方有一匀强磁场区域，MN是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直. 现让线框由距MN的某一高度从静止开始下落，经0.2s开始进入磁场,图二是线框由静止开始下落的速度一时间图象。空气阻力不计， g取10m/s2求：

（1）金属框刚进入磁场时的速度；

（2）磁场的磁感应强度；

如图一所示，abcd为用导体做成的框架，其所在平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒MN与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直于框架平面的变化的磁场中，t=0时磁场方向向上。磁感应强度B的变化情况如图二所示，MN始终静止。则在0~t2时间段内，下面的分析正确的是（      ）

A、t1时刻感应电流为零

B、t1时刻MN受到的安培力为零

C、MN中产生的感应电流随时间均匀变化

D、MN受到的安培力随时间均匀变化

 
如图一所示，ABCD是一个T型支架，已知整个支架的质量为m1=5kg，质心在BD上、离B点0.2m的O点处，BD=0.6m，D点通过铰链连接在水平地面上，ABC部分成为一斜面，与水平地面间的夹角为37°，且AB=BC．现有一质量为m2=10kg的钢块以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，钢块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25．问：T型支架会不会绕D点转动？

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某同学的解题思路如下：
可以先算出钢块静止在ABC上恰好使支架转动的位置，如图二所示．根据支架受力情况写出此时力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根据该式子求出该位置到C点的距离S1；
（ MN、Mf、MG分别是钢块对斜面的压力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出钢块以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距离S2；
比较这两个距离：若S1≥S2，则T型支架不会绕D点转动；若S1＜S2，则会转动．
请判断该同学的解题思路是否正确，若正确，请按照该思路，写出详细的解题过程，求出结果；若不正确，请给出你认为的正确解法．
如图一所示，ABCD是一个T型支架，已知整个支架的质量为m1=5kg，质心在BD上、离B点0.2m的O点处，BD=0.6m，D点通过铰链连接在水平地面上，ABC部分成为一斜面，与水平地面间的夹角为37°，且AB=BC．现有一质量为m2=10kg的钢块以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，钢块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25．问：T型支架会不会绕D点转动？

某同学的解题思路如下：
可以先算出钢块静止在ABC上恰好使支架转动的位置，如图二所示．根据支架受力情况写出此时力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根据该式子求出该位置到C点的距离S1；
（ MN、Mf、MG分别是钢块对斜面的压力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出钢块以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距离S2；
比较这两个距离：若S1≥S2，则T型支架不会绕D点转动；若S1＜S2，则会转动．
请判断该同学的解题思路是否正确，若正确，请按照该思路，写出详细的解题过程，求出结果；若不正确，请给出你认为的正确解法．

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