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(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)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(qiáng)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(yùn)動（開始時(shí)刻，cd與AB邊重合），發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，求：
（1）線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度v
（2）efgh區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動到ab邊與CD邊重合需經(jīng)歷多長時(shí)間．
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（1）設(shè)ab進(jìn)入磁場時(shí)速度為v0，
由機(jī)械能守恒得：Mg(S1-L2)=mg(S1-L2)sinθ+
1
2
(M+m)
v20

解得：v0=6m/s
（2）ab在磁場中運(yùn)動所受安培力   F=BIL1=
B2
L21
v0
R

根據(jù)受力平衡，則有：Mg=F+mgsinθ                  
解得：B=0.5T    
（3）由能量守恒：Q=2Mg?S2-2mg?S2?sinθ=18J                       
（4）根據(jù)牛頓第二定律有：Mg-mgsin30°=（M+m）a1
解得：a1=5m/s2
運(yùn)動學(xué)公式，t1=
v
a1
=1.2s
t2=
2s2
v
=0.2s
加速度大小，a2=gsin300=5m/s2
位移關(guān)系，s3-l2=vt3-
1
2
a2
t23

解得：t3=0.8s
 總時(shí)間t=t1+t2+t3=2.2s
答：（1）線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度6m/s；
（2）efgh區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度0.5T；    
（3）線框在通過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱18J；
（4）線框從開始運(yùn)動到ab邊與CD邊重合需經(jīng)歷2.2s時(shí)間．
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(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)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(qiáng)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(yùn)動（開始時(shí)刻cd與AB邊重合），發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，求：

（1）efgh區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(jì)算分析畫出線框從開始運(yùn)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(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動（開始時(shí)刻，cd與AB邊重合），在重物M達(dá)到地面之前，發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，不計(jì)滑輪摩擦，取g=10m/s2． 求：
（1）線框進(jìn)入磁場前細(xì)線所受拉力的大��；
（2）線框從靜止運(yùn)動開始到ab邊剛進(jìn)入磁場所用的時(shí)間；
（3）線框abcd在整個(gè)運(yùn)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(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)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(qiáng)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(yùn)動（開始時(shí)刻，cd與AB邊重合），發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，求：
（1）線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度v
（2）efgh區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動到ab邊與CD邊重合需經(jīng)歷多長時(shí)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(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(開始時(shí)刻，cd邊與AB邊重合)，求：

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

（2）線框abcd在整個(gè)運(yùn)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(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(開始時(shí)刻，cd邊與AB邊重合)，求：

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

（2）線框abcd在整個(gè)運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱．

 

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