Question

如图，光滑矩形斜面ABCD的倾角，在其上放置一矩形金属框abcd，ab的边长，bc的边长，线框的质量，电阻R= 0.1Ω ，线框通过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近，重物质量M=2kg，斜面上efgh区域是有界匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.5T，方向垂直于斜面向上;已知ef到gh的距离为0.6m，现让线框从静止开始运动(开始时刻，cd与AB边重合)，在重物M达到地面之前，发现线框匀速穿过匀强磁场区域，不计滑轮摩擦，取g=10m/s2。 求:

（1）线框进入磁场前细线所受拉力的大小;

（2）线框从静止运动开始到ab边刚进入磁场所用的时间;

（3）线框abcd在整个运动过程中产生的热量。

 

Answer 1

（1）N（2）s（3）18J

【解析】

试题分析：（1）线框进入磁场前，对线框和重物由牛顿第二定律有：

①（2分）

②（2分）

联立①②解并代入数据得线框进入磁场前的细线所受拉力的大小：

N（1分） （共5分）

（2）因线框匀速穿过匀强磁场区域，由物体的平衡条件有：

③（1分）

④（2分）

⑤（1分）

⑥（1分）

⑦（1分）

由①②③④⑤⑥⑦解并代入数据得：s （1分） （共7分）

（ 3）由能量守恒： ⑧（3分）

由⑧解并代入数据得：J （2分） （共5分）

考点：考查了牛顿第二定律，共点力平衡条件，能量守恒定律的应用