正方形金属线框abcd,每边长l=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻R=0.02Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg
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正方形金属线框abcd,每边长l=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻R=0.02Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg
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正方形金属线框abcd,每边长l=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻R=0.02Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg的砝码.线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区,如图,线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动,当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动.接着线框全部进入磁场后又做加速运动(g=10m/s
2
).问:
(1)线框匀速上升时磁场对线框的作用力多大?
(2)线框匀速上升时速度多大?
(3)线框上升过程中产生了多少电热?
答案
(1)线框匀速上升受力平衡有:
F
拉
=mg+F
安
质量为M=0.14kg的砝码匀速下降受力平衡有:
F
拉
=Mg
解得:F
安
=Mg-mg=0.4N
(2)根据安培力公式得:F
安
=BIL
I=
E
R
E=BLV
V=3.2m/s
(3)在匀速上升中有电流产生,整体动能不变,重力势能减小转化成线框产生的热量.
对整体运用能量守恒得:
E
电
=Mgl-mgl=0.04J
答:(1)线框匀速上升时磁场对线框的作用力是0.4N
(2)线框匀速上升时速度是3.2m/s
(3)线框上升过程中产生了0.04J热量.
举一反三
如图所示,A、B两物体用细绳相连跨过光滑轻小滑轮悬挂起来,B物体放在水平地面上,A、B两物体均静止.现将B物体稍向左移一点,A、B两物体仍静止,则此时与原来相比( )
A.绳子拉力变大
B.地面对物体B的支持力变小
C.地面对物体B的摩擦力变大
D.物体B受到的合力变大
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如图,金属杆ab的质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成θ角,则棒ab受到的摩擦力大小为______;棒对导轨的压力大小为______.
题型:不详
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如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当杆中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则( )
A.磁场方向竖直向上
B.磁场方向竖直向下
C.ab受安培力的方向平行导轨向上
D.ab受安培力的方向平行导轨向下
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如图所示,质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下,沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑,在此过程中斜面保持静止,则地面对斜面( )
A.无摩擦力
B.支持力等于(m+M)g
C.支持力为(M+m)g-Fsinθ
D.有水平向左的摩擦力,大小为Fcosθ
题型:不详
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把质量为2kg的物体放在倾角为30°的斜面上,刚好匀速下滑,现将此倾角变为60°,并对物体施加平行斜面的推力F,设最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等(g取10m/s2),求保持物体不动时F的最小值.
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