Question

【題目】如圖所示，斜面光滑，傾角，在斜面上放置一矩形線(xiàn)框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)，bc邊的長(zhǎng)，線(xiàn)框的質(zhì)量m=1kg，電阻，線(xiàn)框用細(xì)線(xiàn)通過(guò)定滑輪與重物相連(不計(jì)摩擦)，重物質(zhì)量M=2Kg，斜面上ef線(xiàn)與gh線(xiàn)(ef∥gh)間有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T。如果線(xiàn)框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)B時(shí)恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，ef線(xiàn)和曲線(xiàn)間的距離為9.1m，g取10m／s2求：

(1)ab邊由ef運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱；

(2)ab邊由ef運(yùn)動(dòng)到gh線(xiàn)所用的時(shí)間。

Answer 1

【答案】(1) 9J (2)

【解析】

（1）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱．（2）分別對(duì)線(xiàn)框與重物受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律，求出加速度的大小，從而根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可確定運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（1）線(xiàn)框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程，對(duì)M有：

對(duì)m有：T=mgsinθ＋FA

焦耳熱：Q＝FAl2

解得Q＝9J

（2）ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有FA＝

解得：v＝6m/s

線(xiàn)框進(jìn)磁場(chǎng)B過(guò)程中：l2＝vt1

線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng)B后對(duì)M有：

對(duì)m有：

由勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)得：

總時(shí)間

解得