光滑斜面倾角θ=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边长L1=1m,bc边长L2=0.6m,线框质量m=1kg电阻R=0.

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-08
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l1=l m,bc边的边长l2=0.6m,

(1)线框进入磁场前,线框仅受到细线的拉力FT,斜面的支持力和线框重力,重物M受到重力和拉力FT.则由牛顿第二定律得:对重物有:Mg-FT=Ma对线框有:FT-mg sinα=ma.联立解得线框进入磁场前重物M的加速度为:a=Mg?mgsinαM+m=2×10?1×10×sin30°2+1=5m/s2(2)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=FT′,线框abcd受力平衡FT′=mg sinα+FAab边进入磁场切割磁感线,产生的电动势为:E=Bl1v;形成的感应电流为:I=ER=Bl1vR受到的安培力为:FA=BIl1联立上述各式得:Mg=mg sinα+B2l21vR代入数据 20=10×sin30°+0.52×12?v0.1解得:v=6 m/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.进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同,为:a=5 m/s2该阶段运动时间为:t1=va=65s=1.2s进磁场过程中匀速运动时间为:t2=l2v=0.66s=0.1s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/s2s?l2=vt3+12at23;代入得:11.4-0.6=6×t3+12×5×t23解得:t3=1.2 s因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为:t=t1+t2+t3=2.5s(4)线框ab边运动到gh处的速度为:v′=v+at3=6 m/s+5×1.2 m/s=12 m/s整个运动过程产生的焦耳热为:Q=FAl2=(Mg-mgsinθ)l2=(20-10×sin30°)×0.6J=9 J答:(1)线框进入磁场前重物M的加速度是5m/s2;(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v是6m/s;(3)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间是2.5s;(4)ab边运动到gh线处的速度大小是12m/s,在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热是9J.

(1)如图示,线框abcd由静止沿斜面向上运动,到ab与ef重合过程中,线框受恒力作用,线框和重物以共同的加速度做匀加速运动,设为a1,由牛顿第二定律得,对M:Mg-T=Ma1,对m:T-mgsinθ=ma1,[或用整体法对系统直接列方程:Mg-mgsinθ=(M+m)a1]代入数据解得:a1=5m/s2,设ab恰好要进入磁场的速度为v0,由速度位移公式得:v02=2a1s1,代入数据解得:v0=6m/s;则线框中电流的大小 I=Bl1v0R=0.5×1×60.1A=30A(2)线框从静止开始运动到ab边与ef边重合所用的时间为: t1=s10+v02=3.662=1.2sab边刚进入磁场时由于某种原因切割磁感应线而产生感应电流,所以线框受到沿斜面向下的安培力作用:FA=BIl1=B2l21v0R=0.52×12×60.1N=15N故此时,有:F合=Mg-mgsinθ-FA=0故线圈进入磁场后,刚好做匀速运动.直到cd边离开gh的瞬间为止.有:t2=2l0v0=2×0.66s=0.2s,此时M刚好着地,细绳松驰,线框继续向上做减速运动.设线框的cd边到达CD线的速度为v1,则对线框有:-mgs2sinθ=12mv21-12mv20,代入数据解得:v1=2m/s,运动时间:t3=s2v0+v12=3.26+22s=0.8s,则线框的速度-时间图象如图所示.(3)由能量守恒定律得:Q=Mg?2l2-mg?2l2sinθ,代入数据解得:Q=18J;答:(1)ab边刚进入磁场时的速度为6m/s.(2)图象如图所示.(3)线框abcd在整个运动过程中产生的焦耳热为18J.

解答:解:(ⅰ)ab边进入磁场时做匀速运动,受力平衡,则有:
   T=mgsinθ+FA
又E=BL1v1、I=
E
R
、FA=B1IL1
对M:T=Mg
联立解得,Mg=mgsinθ+
B2

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    答:解答:解:(ⅰ)ab边进入磁场时做匀速运动,受力平衡,则有: T=mgsinθ+FA又E=BL1v1、I=ER、FA=B1IL1,对M:T=Mg联立解得,Mg=mgsinθ+B21l21vR代入解得 v=6m/sabcd进磁场B1前做匀加速直线运动对整体:Mg-mgsinθ=(M+m)a联立得 a=Mg?mgsinθM+m=5m/s2则该阶段运动的...
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    答:解:(1)ab边进入磁场时平衡:T=mgsinθ+F A ,E=BL 1 v 1 ,I=E/R,F A =B 1 IL 1 联立得v=6m/s abcd进磁场B 1 前做匀加速直线运动对整体:Mg-mgsinθ=(M+m)a 联立得 则该阶段运动时间t 1 =v/a=1.2s 进磁场B 1 过程匀速运动时间t 2 =L 2 /v=0.1s 完全...
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    答:则有:q=I△t ③I= E R ④E= △Φ △t ⑤由③④⑤式得,q=4C. ⑥(3)当线框在匀速穿过ef边界时,设速度为v 1 ,由平衡知:Mgsinα-mg-BIL=0 ⑦I= BL v 1 R ⑧由⑦⑧式得,v 1 =4m/s.⑨设线框完全进入磁场时的速度为v 2 ,...
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    答:设速度为v1,由平衡知:Mgsinα-mg-BIL=0 ⑦I=BLv1R ⑧由⑦⑧式得,v1=4m/s.⑨设线框完全进入磁场时的速度为v2,下滑高度为H,重物上升的高度为 h,则:MgH-mgh=12(m+M)v12?12(m+M)v22 ⑩得v2=23m/s.从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中,下滑的高度为H1,重...
  • 倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上,在斜面上放着一只质量为m的A盆...
    答:当物体放在B盘中时,根据牛顿第二定律:(mg+m′g)-mgsin30°=(2m+m′)a当物体放在A盘中时,根据牛顿第二定律:m′g-(m+m′)gsin30°=(2m+m′)a′由题意,a′=-a联立得:m′=m4故选:A.
  • 如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg...
    答:A、B:对于两球组成的系统,在下滑的整个过程中,只有重力对系统做功,系统的机械能守恒,但在B在水平面上滑行、而A在斜面上滑行时,B在加速,B的机械能在增加,A的机械能在减少,所以A球机械能不守恒.故A正确,B错误.C、D、根据系统的机械能守恒得: mAg(h+Lsin30°)+mBgh=12(mA+mB...
  • ...光滑固定斜面足够长,倾角为θ=30°,某同学为了研究不同运动间的...
    答:(1)根据tan30°=yx=12gt2v1t=gt2v1解得t=2v1tan30°g=235则s=xcos30°=v1tcos30°=4.8m.(2)根据s=v2t+12at2a=mgsinθm=gsinθ=5m/s2.联立两式解得v2=33m/s.答:(1)O、P两点的间距s=4.8m.(2)第二次实验时小球下滑的初速度为33m/s.
  • 如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数...
    答:解答:解(1)B与斜面间的滑动摩擦力为:f=μ×2mgcos30°=12mgB所受重力沿斜面向下的分力为:G1=mgsin30°=12mgB所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,B沿斜面的分力与最大静摩擦力相等,释放B后,B静止;释放A后,A做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:mgsin30°=ma,a=5m/s2由匀变速运动...
  • 如图所示,在倾角为30度的光滑斜面上,并排放着质量分别为mA=10kg和mB...
    答:回答:根据题意分析可知,在前0.2s内物体A、B一起作匀加速直线运动,0.2s后A、B将分离。 在t=0时,弹簧被压缩x1=(mA+mB)g/k; 在t=0.2s时,设弹簧被压缩x2,则 k x2-mBgsin30°=mBa x1- x2=at2/2;得a=11m/s2 所以, Fmin = (mA + mB) a =132N Fmax = mAg sinα + mAa = 16...
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    答:所以该阶段的加速度仍为:a=5m/s 2 s- l 2 =v t 3 + 1 2 a t 23 解得:t 3 =1.2s因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间:t=t 1 +t 2 +t 3 =1.2+0.1+1.2(s)=2.5s (3)t时间内线框匀速向上运动,则t时间内产生的焦耳热,Q=F A...