如圖所示，兩根固定的光滑金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分（傾角θ=53°）平滑連接，導(dǎo)軌間距L=0.5m。傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，磁場方向垂直斜面向上，水平部分有n個(gè)相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向上，所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，磁場沿導(dǎo)軌的長度均為L=0.5m，磁場左、右邊界均與導(dǎo)軌垂直，水平部分中相鄰磁場區(qū)域的間距也為L。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=0.2Ω，邊長也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h=2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止。取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s；

（2）金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場區(qū)域；

解：（1）設(shè)金屬線框剛進(jìn)入磁場區(qū)域abcd的速度為v1，則(1分)

安培力  （1分）

線框勻速運(yùn)動：（1分）

線框下滑距離s的過程：（2分）

聯(lián)立以上各式解得：（2分）

（2）設(shè)金屬線框剛好全部進(jìn)入水平導(dǎo)軌時(shí)速度為v2，對線框在傾斜軌道上運(yùn)動的全過程，有：（1分）

解得：      （1分）

線框進(jìn)入水平導(dǎo)軌的磁場中后受到安培力作用而減速直至靜止，在線框穿越任一磁場區(qū)域的過程：，即（1分）

又    （1分）

所以，線框在穿越每一磁場區(qū)域速度的減少量均為 （1分）

穿越磁場區(qū)域的個(gè)數(shù)（1分）

所以金屬框能穿越導(dǎo)軌水平部分中2個(gè)完整的磁場區(qū)域。（1分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根固定的光滑的絕緣導(dǎo)軌的水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌的間距L=O.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成θ=53°角．在導(dǎo)軌的傾斜部分方向垂直于斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T、邊長為L的正方形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，導(dǎo)軌的水平部分有n個(gè)相同的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T、邊長為L的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直，在導(dǎo)軌的水平部分中相鄰兩個(gè)磁場區(qū)域的間距也為L．現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=0.2Ω，邊長也為L的質(zhì)量分布均勻的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的豎直高度h=2.4m，當(dāng)金屬線框的MN邊剛滑進(jìn)磁場abed時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分繼續(xù)運(yùn)動并最終停止（重力加速度 g=10m/s2’sin53°=0.8，線框在運(yùn)動過程中MN邊始終與導(dǎo)軌垂直）．則：
（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離S是多少？
（2）整個(gè)過程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱是多少？
（3）金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場區(qū)域？．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根固定的光滑的金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成θ=53°角．導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，磁場方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分有n個(gè)相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向上，所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，磁場沿導(dǎo)軌的長度均為L=0.5m，磁場左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌的水平部分中相鄰磁場區(qū)域的間距也為L．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.2Ω，邊長也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h=2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止．取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s；

（2）金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場區(qū)域；

（3）整個(gè)過程中金屬線框內(nèi)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，兩根固定的光滑的金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成θ=53°角．導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，磁場方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分有n個(gè)相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向上，所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，磁場沿導(dǎo)軌的長度均為L=0.5m，磁場左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌的水平部分中相鄰磁場區(qū)域的間距也為L．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.2Ω，邊長也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h=2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止．取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s；

（2）金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場區(qū)域；

（3）整個(gè)過程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱．

 

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科目：高中物理 來源：黃岡中學(xué)2010屆高三6月適應(yīng)性考試?yán)砭C能力測試物理A 卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根固定的光滑的金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成θ=53°角．導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，磁場方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分有n個(gè)相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向上，所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，磁場沿導(dǎo)軌的長度均為L=0.5m，磁場左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌的水平部分中相鄰磁場區(qū)域的間距也為L．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.2Ω，邊長也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h=2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止．取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s；
（2）金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場區(qū)域；
（3）整個(gè)過程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：黃岡中學(xué)2010屆高三6月適應(yīng)性考試?yán)砭C能力測試物理A卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根固定的光滑的金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成θ=53°角．導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，磁場方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分有n個(gè)相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直向上，所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，磁場沿導(dǎo)軌的長度均為L=0.5m，磁場左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌的水平部分中相鄰磁場區(qū)域的間距也為L．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.2Ω，邊長也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h=2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止．取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s；

（2）金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場區(qū)域；

（3）整個(gè)過程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱．

 

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