质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽

◎ 题目

质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为g,求:

小题1:线框通过磁场时的运动速度;
小题2:开始释放时,MNbb′之间的距离;
小题3:线框在通过磁场的过程中所生的热。

◎ 答案


小题1:v=mgRsinθ/B2l2
小题2:
小题3:Q=mg·2lsinθ

◎ 解析

线框在磁场区域做匀速运动时,其受力如图所示:
 
∴  F=mgsinθ
又安培力:        F=BIl           (1分)
感应电流:        I=E/R
感应电动势:       E="Blv          " (1分)
解得匀速运动的速度: v=mgRsinθ/B2l2(2分)
(2)(共2分)在进入磁场前,线框的加速度a=gsinθ     (1分)
所以线框进入磁场前下滑的距离s= =(1分)
(3)(共2分)过程中线框沿斜面通过了2 l的距离,所以:Q=mg·2lsinθ

◎ 知识点

    专家分析,试题“质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。

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