如图甲所示.表面绝缘.倾角θ=30°的斜面固定在水平地面上.斜面的顶端固定有弹性挡板.挡板垂直于斜面.并与斜面底边平行.斜面所在空间有一宽度D=0．40m的匀强磁场区域.其边界与斜面底边平行.磁场方向垂直斜面向上.磁场上边界到挡板的距离s=0．55m.一个质量m=0．10kg.总电阻R=0．25Ω的单匝矩形闭合金属框abcd.放在斜面的底端.其中ab� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图甲所示，表面绝缘、倾角θ=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0．40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0．55m。一个质量m=0．10kg、总电阻R=0．25Ω的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0．50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2。

（1）求线框受到的拉力F的大小；

（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。

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