【題目】如圖所示,光滑斜面的傾角α=30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長L1=1m,bc邊的邊長L2=0.4m,線框的質(zhì)量m=1kg,電阻R=0.2Ω。斜面上ef線(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場,磁感應強度B隨時間t的變化情況如B-t圖像,ef線和gh的距離s=6.9m,t=0時線框在平行于斜面向上的恒力F=10N的作用下從靜止開始運動,線框進入磁場的過程中始終做勻速直線運動,重力加速度g=10m/s2

(1)求線框進入磁場前的加速度大小和線框進入磁場時做勻速運動的速度v大;

(2) 求線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)求線框從開始運動到ab邊運動到 gh線處所用的時間。

【答案】(1)4m/s;(2)2J;(3)1.9s

【解析】

試題(1)線框abcd進入磁場前時,做勻加速直線運動,由牛頓第二定律得:F-mgsinα=ma

線框進入磁場前的加速度

線框進入磁場的過程中做勻速運動,所以線框abcd受力平衡 F=mgsinα+FA

ab邊進入磁場切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢 E=BL1v

形成的感應電流

受到的安培力FA=BIL1,

代入數(shù)據(jù)解得:v=4m/s

2)線框進入磁場的過程中做勻速運動,根據(jù)功能關系有Q=F-mgsinαL2

代入解得:Q=10-1×10×sin30°×0.4J=2J

3)線框abcd進入磁場前時,做勻加速直線運動;進入磁場的過程中,做勻速直線運動;線框完全進入磁場后至運動到gh線,仍做勻加速直線運動.

進入磁場前線框的運動時間為

進入磁場過程中勻速運動時間為

線框完全進入磁場后線框受力情況與進入磁場前相同,所以該階段的加速度大小仍為a="5" m/s2,該過程有

s-L2=vt3+at32

代入得:6.9-0.4=4t+×5×t2

解得:t3=1s

因此ab邊由靜止開始運動到gh線處所用的時間為t=t1+t2+t3=1.9s

練習冊系列答案
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A. a球質(zhì)量大于b球質(zhì)量

B. 時刻兩小球間距最小

C. 0-時間內(nèi)兩小球間距逐漸減小

D. 0-時間內(nèi)b球所受排斥力方向始終與運動方向相反

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A. A、B碰撞前的總動量為3kgm/s

B. 碰撞時AB所施沖量為-4Ns

C. 碰撞前后A的動量變化為4kgm/s

D. 碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為10J

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A. 下滑的整個過程中A球機械能守恒

B. 下滑的整個過程中兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒

C. 兩球在光滑水平面上運動時的速度大小為2 m/s

D. 系統(tǒng)下滑的整個過程中B球機械能的增加量為J

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A. 玻爾將量子觀念引入原子領域,成功地解釋了所有原子的光譜規(guī)律

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(1)ab邊剛進入磁場時,線框的速度大小;

(2)cd邊從位置運動到位置過程中,通過線圈導線某橫截面的電荷量;

(3)ab邊從位置運動到位置過程中,線圈中產(chǎn)生的焦耳熱.

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A. 該反應過程釋放的能量約為11.2MeV

B. 氦燃燒反應過程是裂變反應

C. 氦燃燒反應在常溫下可進行

D. 是一種不穩(wěn)定的粒子,其半衰期為2.6×10-16s.一定質(zhì)量的,經(jīng)7.8×10-16s后所剩占開始時的

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A. a球質(zhì)量大于b球質(zhì)量

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