一個質(zhì)量m=0.1 kg的正方形金屬框總電阻R=0.5 Ω，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′重合)，自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強磁場后滑至斜面底端(金屬框下邊與BB′重合)，設(shè)金屬框在下滑過程中的速度為v，與此對應(yīng)的位移為s，那么v2-s圖像如圖所示，已知勻強磁場方向垂直斜面向上，g取10 m／s2.試問:

(1)根據(jù)v2-s圖像所提供的信息，計算出斜面傾角θ和勻強磁場寬度d；

(2)勻強磁場的磁感強度多大?

(3)現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上，使金屬框從斜面底端BB′(金屬框下邊與BB′重合)由靜止開始沿斜面向上運動，勻速通過磁場區(qū)域后能夠到達斜面頂端(金屬框上邊與AA′重合).試計算恒力F做功的最小值.

解：(1)由圖知L=d=0.5 m

由動能定理：mgs1·sinθ=  由圖知s1=1.6m，v1=4 m／s

所以θ=30°

(2)在磁場中運動時v1=4 m／s

I=

mgsinθ=BIL

所以B==0.5 T

(3)設(shè)線框到達磁場時速度為v2

則(F-mgsinθ)s3=

線框進入磁場時，有F-mgsinθ+

所以v2==2(m／s)

由于v2＜v1，所以線框穿出磁場后F需繼續(xù)作用一段時間方可保證線框能夠到達上端

由能量守恒得：W小=mgssinθ+t=mgssinθ+

=0.1×10×3.4×0.5 J+J=1.95 J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

一個質(zhì)量m=0.1 g的小滑塊，帶有q=5×10-4 C的電荷，放置在傾角α=30°的光滑斜面上(絕緣)，斜面置于B=0.5 T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖15-4-3所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，其斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面.求：

(1)小滑塊帶何種電荷？

(2)小滑塊離開斜面的速度多大？

(3)該斜面的長度至少多長？(取g=10 m/s2)

圖15-4-3

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科目：高中物理 來源： 題型：

一個質(zhì)量m=0.1 g的小滑塊,帶有q=5×10-4 C的電荷量放置在傾角α=30°的光滑斜面上(絕緣).斜面置于B=0.5 T的勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,如圖所示,小滑塊由靜止開始沿斜面滑下,其斜面足夠長,小滑塊至某一位置時,要離開斜面.求：

(1)小滑塊帶何種電荷?

(2)小滑塊離開斜面的瞬間速度為多大?

(3)該斜面長度至少多長?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示電路中，R1=R2=4 Ω，R3=2 Ω，電源電動勢E=30 V，內(nèi)阻r=2 Ω.電容器的電容C=20 μF,其板間距離d=1 cm，板間有一個質(zhì)量m=0.1 g、帶電荷量q=10-6 C的帶正電的液滴.若g=10 m/s2,則下面正確的是（    ）

A.當(dāng)K1斷開、K2閉合時，液滴保持靜止

B.當(dāng)K2斷開、K1閉合時，液滴保持靜止

C.當(dāng)K1斷開、K2閉合時，液滴有10 m/s2向上的加速度

D.當(dāng)K2斷開、K1閉合時，液滴有10 m/s2向上的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個質(zhì)量m=0.1 kg、阻值R=0.5Ω的正方形金屬框，放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（框上邊與從AA‘重合），自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB‘平行、寬度為d的勻強磁場后滑至斜面底端（框下邊與BB‘重合）。設(shè)金屬在下滑過程中的速度為v時所對應(yīng)的位移為s，那么v2—s圖象如圖所示，已知勻強磁場方向垂直斜面向上。試問：

（1）根據(jù)v2—s圖象所提供的信息，計算出斜面傾角和勻強磁場的寬度d。

（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度為多大?金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時間為多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在光滑的水平面上放著一個質(zhì)量為M=0.3 kg的木塊（可視為質(zhì)點），在木塊正上方1 m處有一個固定懸點O，在懸點O和木塊之間用一根長為2 m的不可伸長的輕繩連接.有一個質(zhì)量m=0.1 kg的子彈以80 m/s的速度水平射入木塊并留在其中，之后木塊繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動.g取10 m/s2.求：

（1）木塊以多大速度離開水平地面？

（2）當(dāng)木塊到達最高點時輕繩對木塊的拉力多大？

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同步練習(xí)冊答案