如图所示,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l 1 =lm,bc边的边长l 2 =0.6

2025-05-17 05:32:55
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回答1:

解:(1)线框进入磁场前,线框仅受到细线的拉力F、斜面的支持力和线框重力,由牛顿第二定律得F-mgsinα=ma
线框进入磁场前的加速度 =5m/s 2
(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动,所以线框abcd受力平衡F=mgsinα+F A
ab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势E=Bl 1 v
形成的感应电流
受到的安培力
F=mgsinα+
代入数据解得v=2m/s
(3)线框abcd进入磁场前时,做匀加速直线运动;进磁场的过程中,做匀速直线运动;进入磁场后到运动到gh线,仍做匀加速直线运动
进磁场前线框的运动时间为
进磁场过程中匀速运动时间
线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前,所以该阶段的加速度仍为a=5m/s 2

解得:t 3 =1s
因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t=t 1 +t 2 +t 3 =1.7s
(4)线框ab边运动到gh处的速度v′=v+at 3 =2m/s+5×1m/s=7m/s
(5)

整个运动过程产生的焦耳热Q=F A l 2 +Q 1 =(F-mgsinθ)l 2 +Q 1 =1.58J