如图所示,A、B为同种材料制成的边长均为L的正方形线框,B的质量是A的质量的两倍,放在匀强磁场的上方,其磁场宽度为4L,两线框的下边距离磁场的上边的高度均为h,让它们同时

◎ 题目

如图所示,A、B为同种材料制成的边长均为L的正方形线框,B的质量是A的质量的两倍,放在匀强磁场的上方,其磁场宽度为4L,两线框的下边距离磁场的上边的高度均为h,让它们同时由静止释放.问:
(1)A、B线框哪个先落地?请用学过的物理知识分析论证你的结论;
(2)落地时,计算通过A、B两个线框的电量之比;
(3)落地时,能否判断出哪个线框产生的热量较多?若能,求出两者产生的热量之比;若不能,请说明理由.

◎ 答案

(1)两者同时落地,线框刚进入磁场时,有:v=

2gh

根据mg-B
BLv
R
L=ma
得:a=g-
B2L2v
mR
=g-
B2

2gh
16ρmρc
(其中ρm、ρc分别为材料的质量密度和电阻率,对两者相抵),故线框进入磁场时两者加速度相等,则经过相等时间相等的距离,速度变化相等,所以以后在同一高度处速度、加速度处处相等.
而线框进入磁场后,感应电流为零,安培力为零,只受重力作用,加速度一直为g,这样线框在整个过程中的任何时刻速度都相等且在同一高度处,故同时落地.
(2)整个过程中通过线框的总电量为:q=
△Φ
R
1
R
,而:R=ρ
4L
S
,且两者质量mB=2mA,可知SB=2SA
所以y有:
qA
qB
=
RB
RA
=
SA
SB
=
1
2

(3)由能量守恒定律得:mg(h+5L)=Q+
1
2
mv2
(v为线框落地时的速度大小,两者速度相等),
得:
QA
QB
=
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究,实验装置的示意图可用图表示,两块面积均为S的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d。水流速度处
法拉第曾提出一种利用河流发
如图所示,足够长的光滑U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效
如图所示,足够长的光滑U形导
如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab可沿导轨滑动,原先S断开,让ab杆由静止下滑,一段时间后闭合S,则从S闭合开始计时,ab杆的运
如图所示,两竖直放置的平行
如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好.N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三组次级线圈,分
如图所示,MN和PQ为处于同一
如图,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置.保持导轨之间接触良好,金属
如图,在匀强磁场中固定放置