如图所示，倾角为θ的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd，它与斜面间动摩擦因数为μ。线框边长为l，电阻为R。ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的

题型：不详难度：来源：

如图所示，倾角为θ的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd，它与斜面间动摩擦因数为μ。线框边长为l，电阻为R。ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的下边界，磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上。将线框用细线通过光滑定滑轮与重物相连，重物的质量为M，如果将线框和重物由静止释放，线框刚要穿出磁场时恰好匀速运动。下列说法正确的是

A．线框刚开始运动时的加速度

B．线框匀速运动的速度

C．线框通过磁场过程中，克服摩擦力和安培力做的功等于线框机械能的减少量

D．线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于

答案

解析

试题分析：由整体分析受力，M的重力，线框的重力mg，斜面的支持力N，沿斜面向下的滑动摩擦力f，由右手定则判断出线框中的电流方向为a

b，再由左手定则可知安培力沿斜面向下，根据法拉第电磁感应定律的

，由闭合电路欧姆定律

，则安培力大小为

，开始时速度为零，安培力为零，则由整体列牛顿第二定律方程

，解得

，故A选项错误；线框匀速运动时系统物体平衡，

，解得

，故B选项正确；线框做加速度减小的加速运动，故动能增加，而线框沿斜面上升重力势能增大，故线框的机械能增大，所以C选项错误；由能量守恒

，所以

，线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于

，故D选项正确。

举一反三

如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R。在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是

A．线框的加速度大小为

B．线框受到的水平外力的大小

C．0～t₁时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i₁t₁

D．0～t₃间内水平外力所做的功大于

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（18分）如图所示，与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上场强大小为

的匀强电场（上、下及左侧无界）。一个质量为

、电量为

的可视为质点的带正电小球，在

时刻以大小为

的水平初速度向右通过电场中的一点P，当

时刻在电场所在空间中加上一如图所示随时间周期性变化的磁场，使得小球能竖直向下通过D点，D为电场中小球初速度方向上的一点，PD间距为

，D到竖直面MN的距离DQ为

.设磁感应强度垂直纸面向里为正.

（1）试说明小球在0—

时间内的运动情况,并在图中画出运动的轨迹；
（2）试推出满足条件时

的表达式（用题中所给物理量

、

来表示）；
（3）若小球能始终在电场所在空间做周期性运动.则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度

及运动的最大周期

的表达式（用题中所给物理量

、

来表示）。

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如图所示，与水平面成37°倾斜轨道AB，其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内．整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个质量为m＝0.4kg的带电小球从A点无初速开始沿斜面下滑，至B点时速度为

，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场立即消失，不计空气阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：
（1）小球带何种电荷．
（2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离．
（3）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功．

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（13分）如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=1.0kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.25，且与台阶边缘O点的距离s=5m．在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板，圆弧半径R=

m，今以O点为原点建立平面直角坐标系。现用F=5N的水平恒力拉动小物块，已知重力加速度

．

（1）为使小物块不能击中挡板，求拉力F作用的最长时间；
（2）若小物块在水平台阶上运动时，水平恒力一直作用在小物块上，当小物块过O点时撤去拉力，求小物块击中挡板上的位置的坐标．

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如图甲所示，用一水平力F拉着一个静止在倾角为（的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示，g取10m/s²，根据图乙中所提供的信息可以计算出（）

A．物体的质量

B．斜面的倾角

C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力

D．加速度为6 m/s²时物体的速度

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