题目
题型:黄浦区二模难度:来源:
(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)求金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间t;
(3)求金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生焦耳热的最大功率Pm;
(4)请在图(c)中定性地画出:在金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中,线框中感应电流I的大小随时间t变化的图象.
答案
(1)根据功能原理可知,金属线框减少的机械能=克服摩擦力所做的功
△E1=Wf1=μmgcos37°s1
其中s1=0.36m,△E1=(0.900-0.756)J=0.144J
可解得μ=0.5
(2)金属线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于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,故线框做匀速运动.
由v12=2a s1,其中a=gsin37°-μgcos37°=2m/s2
可解得线框刚进磁场时的速度大小为:υ1=1.2m/s
△E2=Wf2+WA=(f+FA)s2
由图知:△E2=(0.756-0.666)J=0.09J,f+FA=mgsin37°=0.6N,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=0.15m
故t=
s2 |
v1 |
0.15 |
1.2 |
(3)线框出刚出磁场时速度最大,线框内的焦耳热功率最大,且 Pm=I2R=
B2L2
| ||
R |
由v22=v12+2a(d-s2)可求得v2=1.6 m/s
根据线框匀速进入磁场时,FA+μmgcos37°=mgsin37°,
可求出FA=0.2N,
又因为 FA=BIL=
B2L2v1 |
R |
将υ2、B2L2的值代入Pm=
B2L2
| ||
R |
(4)图象如图所示.
答:(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数μ是0.5;
(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间t为0.125s;
(3)金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生焦耳热的最大功率Pm是0.43W.
(4)定性地画出:在金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中,线框中感应电流I的大小随时间t变化的图象如图所示.
核心考点
试题【如图(a)所示,斜面倾角为37°,一宽为d=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长方形金属线框,线框沿斜面下滑,】;主要考察你对电功率和电功等知识点的理解。[详细]
举一反三
△U |
△I |
A.图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系 |
B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率 |
C.在图线上A、B、C 三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC |
D.两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1:2,纵坐标之比一定为1:4 |
(1)匀强磁场的方向;
(2)S与触点“1”接通时,导体棒的发热功率;
(3)当开关S与触点“2”接通后,导体棒的最大速度.
(1)导体棒的稳定速度是多少?
(2)稳定后ab两端的电势差Uab为多大?
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