如图光滑斜面的倾角α=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=1m,bc边的边l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框用细线通过定滑轮与重物相连,重物质量M=2kg,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=0.5T,如果线框从静止开始运动,当ab边进入磁场时恰好做匀速直线运动,ef线和gh线的距离s=11.4m,求:(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v;(2)ab边由静止开始运动到gh线所用的时间t;(3)t时间内产生的焦耳热.

问题描述:

如图光滑斜面的倾角α=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=1m,bc边的边l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框用细线通过定滑轮与重物相连,重物质量M=2kg,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=0.5T,如果线框从静止开始运动,当ab边进入磁场时恰好做匀速直线运动,ef线和gh线的距离s=11.4m,求:
作业帮
(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v;
(2)ab边由静止开始运动到gh线所用的时间t;
(3)t时间内产生的焦耳热.

(1)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,所以重物受力平衡Mg=T线框abcd受力平衡T=mgsinθ+FAab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势E=Bl1v 形成的感应电流I=ER=Bl1vR   受到的安培力FA=...
答案解析:(1)根据受力平衡,与法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律与安培力大小公式,即可求解;(2)分别对线框与重物受力分析,运用牛顿第二定律,求出加速度的大小,从而根据运动学公式可确定运动的时间,即可求解;(3)线框进入磁场后做匀速直线运动,所以减小的重力势能转化为焦耳热.
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.
知识点: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.