作业帮 > 综合 > 作业

如图所示,一边长L=0.2m,质量m1=0.5kg,电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量m2=2kg的物块

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/09 08:14:01
如图所示,一边长L=0.2m,质量m1=0.5kg,电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连.起初ad边距磁场下边界d1=0.8m,磁感应强度B=2.5T,磁场宽度d2=0.3m,物块放在倾角θ=530的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.现将物块由静止释放,经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动.取g=10m/s2,求:

(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时绳子拉力的功率;
(2)线框刚刚全部进入磁场时速度的大小;
(3)从开始运动到bc边离开磁场过程中线框产生的焦耳热.
(1)线框匀速离开磁场,处于平衡状态,由平衡条件得:
对m2:m2gsinθ-μm2gcosθ-T=0,代入数据解得:T=10N,
对m1:T-m1g-BIL=0,
感应电流:I=
BLv
R,
代入数据解得:v=2m/s,
绳子拉力的功率:P=Tv=10×2=20W;
(2)从线框刚全部进入磁场到线框ad边刚离开磁场过,由动能定理得:
(m2gsinθ-μm2gcosθ)(d2-L)-m1g(d2-L)=
1
2(m1+m2)v2-
1
2(m1+m2)v02
代入数据解得:v0≈1.9m/s;
(3)从最初到线框刚完全出磁场过程,由能量守恒定律得:
(m2gsinθ-μm2gcosθ)(d1+d2+L)-m1g(d1+d2+L)=Q+
1
2(m1+m2)v2
代入数据解得:Q=1.5J;
答:(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时绳子拉力的功率为20W;
(2)线框刚刚全部进入磁场时速度的大小WEI 1.9m/s;
(3)从开始运动到bc边离开磁场过程中线框产生的焦耳热为1.5J.