Question

如圖，光滑矩形斜面ABCD的傾角，在其上放置一矩形金屬框abcd，ab的邊長(zhǎng)，bc的邊長(zhǎng)，線框的質(zhì)量，電阻R= 0.1Ω ，線框通過(guò)細(xì)線繞過(guò)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(chǎng)，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(kāi)始運(yùn)動(dòng)(開(kāi)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(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)滑輪摩擦，取g=10m/s2。 求:

（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前細(xì)線所受拉力的大小;

（2）線框從靜止運(yùn)動(dòng)開(kāi)始到ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間;

（3）線框abcd在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。

 

Answer 1

（1）N（2）s（3）18J

【解析】

試題分析：（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，對(duì)線框和重物由牛頓第二定律有：

①（2分）

②（2分）

聯(lián)立①②解并代入數(shù)據(jù)得線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的細(xì)線所受拉力的大�。�

N（1分） （共5分）

（2）因線框勻速穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，由物體的平衡條件有：

③（1分）

④（2分）

⑤（1分）

⑥（1分）

⑦（1分）

由①②③④⑤⑥⑦解并代入數(shù)據(jù)得：s （1分） （共7分）

（ 3）由能量守恒： ⑧（3分）

由⑧解并代入數(shù)據(jù)得：J （2分） （共5分）

考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律，共點(diǎn)力平衡條件，能量守恒定律的應(yīng)用