如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角為，在其上放置一矩形金屬線框，的邊長，的邊長，線框的質(zhì)量，電阻，線框通過細線繞過定滑輪與重物相連，細線與斜面平行且靠近。重物質(zhì)量，離地面的高度為。斜面上區(qū)域是有界勻強磁場，方向垂直于斜面向上，已知AB到的距離為，到的距離為，到CD的距離為，取�，F(xiàn)讓線框從靜止開始運動（開始時刻與AB邊重合），發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強磁場區(qū)域，求：

（1）efgh區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B

（2）線框在通過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

（3）通過計算分析畫出線框從開始運動到ab邊與CD邊重合過程中線框的圖象

 

【答案】

v=" 3" m/s   Q="4" C ="0." 5 J

【解析】

試題分析：（1）設(shè)M下落高度，m上升的高度，則M和m系統(tǒng)機械能守恒，則： ①

線框剛進入磁場時的速度：v=" 3" m/s  ②

（2）線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的平均值為I，磁通量的變化量為，變化的時間為，感應(yīng)電動勢為E，通過線框的電荷量為Q，則有： ③

  ④

 ⑤

由③④⑤式得：Q="4" C ⑥

（3）當(dāng)線框在勻速穿過ef邊界時：設(shè)速度為，由平衡知：

  ⑦

   ⑧

由⑦⑧式得=4m/s  ⑨

設(shè)線框完全進入磁場時速度為，下滑高度為H，重物上升高度為h，則：

得m/s

從線框開始進入磁場到完全進入磁場的過程中，下滑高度為，重物上升高度為，此過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱為，由功能關(guān)系得：[來源:]

得="0." 5 J。

考點：電磁感應(yīng)與力平衡的綜合，

點評：安培力的計算是關(guān)鍵．本題中運用的是整體法求解加速度

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角為θ=30°，在其上放置一矩形金屬線框abcd，ab的邊長L1=1m，bc的邊長L2=0.6m，線框的質(zhì)量m=1kg，電阻R=0.1Ω，線框通過細線繞過定滑輪與重物相連，細線與斜面平行且靠近．重物質(zhì)量M=2kg，離地面的高度為H=4.8m．斜面上efgh區(qū)域是有界勻強磁場，方向垂直于斜面向上，已知AB到ef的距離為s1=4.2m，ef到gh的距離為s2=0.6m，gh到CD的距離為s3=3.8m，取g=10m/s2．現(xiàn)讓線框從靜止開始運動（開始時刻cd與AB邊重合），發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強磁場區(qū)域，求：

（1）efgh區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B
（2）線框在通過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q
（3）通過計算分析畫出線框從開始運動到ab邊與CD邊重合過程中線框的v-t圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?成都三模）如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角θ=30°，在其上放置一矩形金屬框abcd，ab的邊長l1=1m，bc的邊長l2=0.6m，線框的質(zhì)量m=1kg，電阻R=0.1Ω，線框通過細線繞過定滑輪與重物相連，細線與斜面平行且靠近，重物質(zhì)量M=2kg，斜面上efgh區(qū)域是有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小B=0.5T，方向垂直于斜面向上；已知ef到gh的距離為0.6m，現(xiàn)讓線框從靜止開始運動（開始時刻，cd與AB邊重合），在重物M達到地面之前，發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強磁場區(qū)域，不計滑輪摩擦，取g=10m/s2． 求：
（1）線框進入磁場前細線所受拉力的大小；
（2）線框從靜止運動開始到ab邊剛進入磁場所用的時間；
（3）線框abcd在整個運動過程中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角θ=30°，在其上放置一矩形金屬線框abcd，ab的邊長l1=1m，bc的邊長l2=0.6m，線框的質(zhì)量m=1kg，電阻R=0.1Ω，線框通過細線繞過定滑輪與重物相連，細線與斜面平行且靠近；重物質(zhì)量M=2kg，離地面的高度為H=4.8m；斜面上efgh區(qū)域是有界勻強磁場，方向垂直于斜面向上；已知AB到ef的距離為S1=4.2m，ef到gh的距離S2=0.6m，gh到CD的距離為S3=3.8m，取g=10m/s2；現(xiàn)讓線框從靜止開始運動（開始時刻，cd與AB邊重合），發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強磁場區(qū)域，求：
（1）線框進入磁場時的速度v
（2）efgh區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B
（3）線框在通過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q
（4）線框從開始運動到ab邊與CD邊重合需經(jīng)歷多長時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（09年鹽城中學(xué)綜合考試）（12分）如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角θ＝300，在其上放置一矩形金屬線框abcd，ab的邊長l1＝1m，bc的邊長l2＝0.6m，線框的質(zhì)量m＝1kg，電阻R＝0.1Ω，線框通過細線繞過定滑輪與重物相連，細線與斜面平行且靠近；重物質(zhì)量M＝2kg，離地面的高度為H=4.8m;斜面上efgh區(qū)域是有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為0.5T,方向垂直于斜面向上;已知AB到ef的距離為4.2m,ef到gh的距離為0.6m，gh到CD的距離為3.2m，取g＝10m/s2；現(xiàn)讓線框從靜止開始運動(開始時刻，cd邊與AB邊重合)，求：

（1）通過計算,在右圖中畫出線框從靜止開始運動到cd邊與CD邊重合時（不考慮ab邊離開斜面后線框的翻轉(zhuǎn)），線框的速度―時間圖象。

（2）線框abcd在整個運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角θ＝300，在其上放置一矩形金屬線框abcd，ab的邊長l1＝1m，bc的邊長l2＝0.6m，線框的質(zhì)量m＝1kg，電阻R＝0.1Ω，線框通過細線繞過定滑輪與重物相連，細線與斜面平行且靠近；重物質(zhì)量M＝2kg，離地面的高度為H=4.8m;斜面上efgh區(qū)域是有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為0.5T,方向垂直于斜面向上;已知AB到ef的距離為4.2m,ef到gh的距離為0.6m，gh到CD的距離為3.2m，取g＝10m/s2；現(xiàn)讓線框從靜止開始運動(開始時刻，cd邊與AB邊重合)，求：

（1）通過計算,在右圖中畫出線框從靜止開始運動到cd邊與CD邊重合時（不考慮ab邊離開斜面后線框的翻轉(zhuǎn)），線框的速度—時間圖象.

（2）線框abcd在整個運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱．

 

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