（12分）如圖20所示，足夠長的粗糙斜面與水平面成放置，在斜面上虛線和與斜面底邊平行，且間距為，在圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為；現(xiàn)有一質(zhì)量為，總電阻為，邊長也為的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置PQ邊與重合，現(xiàn)讓金屬線圈以一定初速度沿斜面向上運動，當(dāng)金屬線圈從最高點返回到磁場區(qū)域時，線圈剛好做勻速直線運動。已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為，不計其他阻力，求：(取,)

（1）線圈向下返回到磁場區(qū)域時的速度；

（2）線圈向上離開磁場區(qū)域時的動能；

（3）線圈向下通過磁場過程中，線圈電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。                                                              

 

【答案】

（1）2m/s（2）（3）

【解析】（1）(5分)向下進入磁場時，有 

其中, ,  

解得：   (4分)

（2）線圈離開磁場到最高點有： 

線圈從最高點到進入磁場有: 

其中，解得:   

（3）(3分)向下勻速通過磁場過程

，解得：

線框勻速向上運動時，重力沿斜面向下的分力等于摩擦力與安培力的合力，列式可求解，由動能定理可求

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（09年湛江二中月考）(17分)如圖甲所示,一個足夠長的U形金屬管導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為L=0.50 m.一根質(zhì)量為m=0.50 kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)、豎直向上的勻強磁場中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1.0 N,ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計.開始時,磁感應(yīng)強度B0=0.50 T.

(1)若從某時刻(t=0)開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小,使其以=0.20 T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動.此時通過ab棒的電流大小和方向如何?

(2)若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變,從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它以a=4.0 m/s2的加速度勻加速運動，推導(dǎo)出此拉力FT的大小隨時間t變化的函數(shù)表達式，并在圖乙所示的坐標(biāo)圖上作出拉力FT隨時間t變化的FT-t圖線.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示,一個足夠長的U形金屬管導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為l=0.50 m.一根質(zhì)量為m=0.50 kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)、豎直向上的勻強磁場中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1.0 N,ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計.開始時,磁感應(yīng)強度B0=0.50 T.

(1)若從某時刻(t=0)開始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小,使其以=0.20 T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動.此時通過ab棒的電流大小和方向如何?

(2)若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變,從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它以a=4.0 m/s2的加速度勻加速運動，推導(dǎo)出此拉力FT的大小隨時間t變化的函數(shù)表達式，并在圖乙所示的坐標(biāo)圖上作出拉力FT隨時間t變化的FT-t圖線.

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科目：高中物理 來源：2013屆浙江省溫州八校高三9月期初聯(lián)考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

（12分）如圖20所示，足夠長的粗糙斜面與水平面成放置，在斜面上虛線和與斜面底邊平行，且間距為，在圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為；現(xiàn)有一質(zhì)量為，總電阻為，邊長也為的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置PQ邊與重合，現(xiàn)讓金屬線圈以一定初速度沿斜面向上運動，當(dāng)金屬線圈從最高點返回到磁場區(qū)域時，線圈剛好做勻速直線運動。已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為，不計其他阻力，求：(取,)

（1）線圈向下返回到磁場區(qū)域時的速度；
（2）線圈向上離開磁場區(qū)域時的動能；
（3）線圈向下通過磁場過程中，線圈電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。                                                              

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013溫州八校期初聯(lián)考）如圖20所示，足夠長的粗糙斜面與水平面成θ=37°放置，在斜面上虛線aa’和bb’與斜面底邊平行，且間距為d=0.1m，在aa’b’b圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=1T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m=10g，總電阻為R=1Ω，邊長也為d=0.1m的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置PQ邊與aa’重合，現(xiàn)讓金屬線圈以一定初速度沿斜面向上運動，當(dāng)金屬線圈從最高點返回到磁場區(qū)域時，線圈剛好做勻速直線運動。已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，不計其他阻力，求：(取sin37°=0.6, cos37°=0.8)

（1）線圈向下返回到磁場區(qū)域時的速度；

（2）線圈向上離開磁場區(qū)域時的動能；

（3）線圈向下通過磁場過程中，線圈電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。

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