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(chǎng)區(qū)域abcd,磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直向上,所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,磁場(chǎng)沿導(dǎo)軌的長(zhǎng)度均為L=0.5m,磁場(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),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(chǎng)區(qū)域;
(3)整個(gè)過(guò)程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱.
(1)
(2)2
(3).
(1)設(shè)金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域abcd的速度為v1,則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
(1分)
安培力 (1分)
依題意,有: (1分)
線框下滑距離s的過(guò)程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有:
(2分)
聯(lián)立以上各式解得: (2分)
(2)設(shè)金屬線框剛?cè)窟M(jìn)入水平導(dǎo)軌時(shí)速度為v2,線框在傾斜軌道上運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理,有:
(2分)
解得: (1分)
線框進(jìn)入水平導(dǎo)軌的磁場(chǎng)中后由于受到安培力作用而減速直至速度減為零,線框在穿越任一磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)量定理,有:
,即 (2分)
又 (1分)
所以,線框在穿越每一磁場(chǎng)區(qū)域速度的減少量相同,且 (1分)
線框在水平導(dǎo)軌上穿越磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)
(1分)
金屬框能穿越導(dǎo)軌水平部分中2個(gè)完整的磁場(chǎng)區(qū)域. (1分)
(3)整個(gè)過(guò)程中,根據(jù)能量守恒定律,有:
金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱. (4分)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)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(chǎng)區(qū)域abcd,磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直向上,所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,磁場(chǎng)沿導(dǎo)軌的長(zhǎng)度均為L=0.5m,磁場(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),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(chǎng)區(qū)域;
(3)整個(gè)過(guò)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(lái)源:黃岡中學(xué)2010屆高三6月適應(yīng)性考試?yán)砭C能力測(cè)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(chǎng)區(qū)域abcd,磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直向上,所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,磁場(chǎng)沿導(dǎo)軌的長(zhǎng)度均為L=0.5m,磁場(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),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(chǎng)區(qū)域;
(3)整個(gè)過(guò)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(lái)源:黃岡中學(xué)2010屆高三6月適應(yīng)性考試?yán)砭C能力測(cè)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(chǎng)區(qū)域abcd,磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向豎直向上,所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,磁場(chǎng)沿導(dǎo)軌的長(zhǎng)度均為L=0.5m,磁場(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),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(chǎng)區(qū)域;
(3)整個(gè)過(guò)程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱.
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