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强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 零零社区
◎ 题目
强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场I区时,恰好做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框速度为v
2
.从ab进入GH,到ab下滑至MN与JP的中间位置的过程中,求:
(1)ab边刚越过CH进入磁场I区时的速度大小v
1
.
(2)ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框的加速度大小.
(3)这一过程线框产生的内能.
◎ 答案
(1)当ab边刚进入磁场I区时:E=BLv
1
,I=
E
R
,安培力F=BIL,则得
安培力表达式F
1
=
B
2
L
2
v
1
R
由于线框匀速运动,则有
mgsinθ=
B
2
L
2
v
1
R
解得v
1
=
mgsinθ
B
2
L
2
(2)ab边下滑到JP与MN的中间位置时,ab和cd两边都切割磁感线产生感应电动势,电路中总电动势为 E=2BLv
2
,
安培力大小为F
2
=BI
2
L,I
2
=
2BL
v
2
R
,得F
2
=2
B
2
L
2
v
2
R
,
根据牛顿第二定律得
2F
2
-mgsinθ=ma
解得,a=
4
B
2
L
2
v
2
mR
-gsinθ
(3)从ab进入磁场Ⅰ至ab运动到JP与MN中间位置的过程中,线框的机械能减少转化为电能,由能量守恒得
1
2
m
v
22
+Q=mg(L+
1
2
L)sinθ
解得 Q=
3mgLsinθ
2
-
1
2
m
v
22
答:
(1)ab边刚越过CH进入磁场I区时的速度大小v
1
为
mgsinθ
B
2
L
2
.
(2)ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框的加速度大小是
4
B
2
L
2
v
2
mR
-gsinθ.
(3)这一过程线框产生的内能是
3mgLsinθ
2
-
1
2
m
v
22
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】,【闭合电路欧姆定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/453927.html
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