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一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′...

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問題詳情:

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′重合),自靜止開始沿斜面下滑,下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強磁場後滑至斜面底端(金屬框下邊與BB′重合),設金屬框在下滑過程中的速度為v,與此對應的位移為s,那麼v2―s圖象如圖所示,已知勻強磁場方向垂直斜面向上,g=10m/s2。

(1)根據v2―s圖象所提供的信息,計算出斜面傾角θ和勻強磁場寬度d.

(2)金屬框從進入磁場到穿出磁場所用的時間是多少?

(3)勻強磁場的磁感應強度多大?

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′...

【回答】

⑴由圖象可知,從s=0到s1=1.6 m過程中,金屬框作勻加速運動,由公式v2=2as可得金屬框的加速度為:

 

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′... 第2張
m/s2     

 根據牛頓第二定律:

 mgsinθ=ma1  

則:

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′... 第3張
       

 金屬框下邊進磁場到上邊出磁場,線框做勻速運動.

 故:  Δs=2L=2d=2.6-1.6=1m,    d=L=0.5m                          

⑵金屬框剛進入磁場時,

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′... 第4張
  
一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′... 第5張

金屬框穿過磁場所用的時間:

  

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′... 第6張
s   

(3)因勻速通過磁場,則:

  

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′... 第7張
 

所以磁感應強度的大小為: 

一個質量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端(金屬框上邊與AA′... 第8張
             

知識點:電磁感應單元測試

題型:計算題

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