Question

(16分)如图(a)所示，斜面倾角为370，一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行．在斜面上由静止释放一正方形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行．取斜面底边重力势能为零，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示，图中①、②均为直线段．已知线框的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.06Ω，重力加速度取g=l0m/s2．求：

(1)金属线框与斜面间的动摩擦因数；

(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间；

(3)金属线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率：

(4)请在图(c)中定性地画出金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中，线框ab边两端的电势差Uab随时间t变化的图像．

 

Answer 1

【答案】

（1）0.5? （2）0.125s?? （3）0.43W? （4）

【解析】

试题分析：（1）减少的机械能等于克服摩擦力所做的功?

而

? 其中s1=0.36m

解得：μ=0.5

（2）金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能扥顾克服摩擦力和安培力所做的功，机械能仍均匀减小，因此安培力也为恒力，线框做匀速运动

，其中

可解得线框刚进磁场时的速度大小为：v1=1.2 m/s

其中，，s2为线框的侧边长，

即线框进入磁场过程运动的距离，可求出s2=0.25m

（3）线框刚出磁场时速度最大，线框内的电功率最大

由可求得v2=1.6 m/s

根据线框匀速进入磁场时，

可求出 FA=0.2N

又因为，可求出

代入数据可求出

（4）如图所示

考点：本题考查电磁磁感应