如圖一所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R. 在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN和是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直. 現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖二是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的速度一時間圖象，圖像中坐標軸上所標出的字母均為已知量.

   求：（1）金屬框的邊長；

        （2）磁場的磁感應強度；

        （3）金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量.

（20分）解：（1）由圖象可知，金屬框進入磁場過程中是做勻速直線運動，速度為，

運動時間為t2―t1

所以金屬框的邊長 （4分）

（2）在金屬框進入磁場的過程中，金屬框所受安培力等于重力

（2分）

（2分）

解得 （1分）

（3）金屬框在進入磁場過程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q1，重力對其做正功，安培力對其做負功，由動能定理得

W重－W安=0 （2分）

Q1=W安 （2分）

Q1=W重=mgl （1分）

金屬框在離開磁場過程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q2，重力對其做正功，安培力對其做負功，由動能定理得 （2分）

Q2= （1分）

線框產(chǎn)生的總熱量Q=Q1+Q2 （1分）

解得： （2分）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖一所示，ABCD是一個T型支架，已知整個支架的質(zhì)量為m1=5kg，質(zhì)心在BD上、離B點0.2m的O點處，BD=0.6m，D點通過鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB=BC．現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25．問：T型支架會不會繞D點轉(zhuǎn)動？

某同學的解題思路如下：
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動的位置，如圖二所示．根據(jù)支架受力情況寫出此時力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點的距離S1；
（ MN、Mf、MG分別是鋼塊對斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2；
比較這兩個距離：若S1≥S2，則T型支架不會繞D點轉(zhuǎn)動；若S1＜S2，則會轉(zhuǎn)動．
請判斷該同學的解題思路是否正確，若正確，請按照該思路，寫出詳細的解題過程，求出結(jié)果；若不正確，請給出你認為的正確解法．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖一所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的邊長為10cm的正方形閉合金屬線框，線框的質(zhì)量為m=0.02Kg，電阻為R=0.1Ω. 在線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直. 現(xiàn)讓線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，經(jīng)0.2s開始進入磁場,圖二是線框由靜止開始下落的速度一時間圖象。空氣阻力不計， g取10m/s2求：

（1）金屬框剛進入磁場時的速度；

（2）磁場的磁感應強度；

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科目：高中物理 來源：2013屆上海理工大學附屬中學高二下學期期末考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖一所示，abcd為用導體做成的框架，其所在平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導體棒MN與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個裝置放于垂直于框架平面的變化的磁場中，t=0時磁場方向向上。磁感應強度B的變化情況如圖二所示，MN始終靜止。則在0~t2時間段內(nèi)，下面的分析正確的是（      ）

A、t1時刻感應電流為零

B、t1時刻MN受到的安培力為零

C、MN中產(chǎn)生的感應電流隨時間均勻變化

D、MN受到的安培力隨時間均勻變化

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖一所示，ABCD是一個T型支架，已知整個支架的質(zhì)量為m1=5kg，質(zhì)心在BD上、離B點0.2m的O點處，BD=0.6m，D點通過鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB=BC．現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25．問：T型支架會不會繞D點轉(zhuǎn)動？

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某同學的解題思路如下：
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動的位置，如圖二所示．根據(jù)支架受力情況寫出此時力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點的距離S1；
（ MN、Mf、MG分別是鋼塊對斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2；
比較這兩個距離：若S1≥S2，則T型支架不會繞D點轉(zhuǎn)動；若S1＜S2，則會轉(zhuǎn)動．
請判斷該同學的解題思路是否正確，若正確，請按照該思路，寫出詳細的解題過程，求出結(jié)果；若不正確，請給出你認為的正確解法．

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科目：高中物理 來源：2007-2008學年上海市徐匯區(qū)高三（上）期末物理試卷（解析版） 題型：解答題

如圖一所示，ABCD是一個T型支架，已知整個支架的質(zhì)量為m1=5kg，質(zhì)心在BD上、離B點0.2m的O點處，BD=0.6m，D點通過鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB=BC．現(xiàn)有一質(zhì)量為m2=10kg的鋼塊以v=4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25．問：T型支架會不會繞D點轉(zhuǎn)動？

某同學的解題思路如下：
可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動的位置，如圖二所示．根據(jù)支架受力情況寫出此時力矩平衡的式子：MN=Mf+MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點的距離S1；
（ MN、Mf、MG分別是鋼塊對斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N=m2gcos37°，f=m2gsin37°．）
然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離S2；
比較這兩個距離：若S1≥S2，則T型支架不會繞D點轉(zhuǎn)動；若S1＜S2，則會轉(zhuǎn)動．
請判斷該同學的解題思路是否正確，若正確，請按照該思路，寫出詳細的解題過程，求出結(jié)果；若不正確，請給出你認為的正確解法．

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