(2013•凉山州模拟)如图所示,在倾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度B的大

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  • 解题思路:(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中,线框与物体一起做加速度大小相等的匀加速运动,运用整体法,由牛顿第二定律求出它们的加速度大小,再以物体为研究对象,列式求解细线拉力.

    (2)线框进入磁场恰匀速,对于整体,合外力为零,根据平衡条件和安培力与速度的关系式,求解匀速运动的速度大小,再由运动学公式求解x.

    (3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场时,运用能量守恒定律求解ab边产生的热量Q.

    (1)m1、m2在运动中,以整体法由牛顿第二定律得:

    m1gsinθ-μm2g=(m1+m2)a

    代人数据解得:a=2m/s2

    以m2为对象,由牛顿第二定律得:

    T-μm2g=m2a

    解得:T=2.4N

    (2)线框进入磁场恰匀速,以整体:对于整体,合外力为零,根据平衡条件和安培力与速度的关系式得:

    m1gsinθ-μm2g-

    B2l2v

    R=0

    解得:v=1m/s

    线框下滑做匀加速运动

    2ax=v2-0

    解得:x=0.25m

    (3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场时,由能量守恒定律得:

    m1gsinθ(x+d+l)-μm2gsinθ(x+d+l)=[1/2(m1+m2)

    v21]+Q

    解得:Q=0.4J,

    Qab=[1/4]Q=0.1J

    答:(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中,细线拉力为2.4N.

    (2)线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x为0.25m.

    (3)运动整过程中ab边产生热量Q为0.1J.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律.

    考点点评: 本题要能根据线框和物体的受力情况,分析其运动过程,再选择力学和电磁学的规律求解.本题分别从力和能两个角度,考查了受力平衡条件、能量守恒定律、牛顿第二定律及运动学公式、法拉第定律、欧姆定律、安培力等等众多知识,综合较强.

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