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如图所示,质量为m、电阻为r,边长为L的正方形导线框abcd,其下边cd距匀强磁...

如图所示,质量为m、电阻为r,边长为L的正方形导线框abcd,其下边cd距匀强磁场上边界PQ的距离为h.磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,现使线框从静止开始自由下落,下落过程中ab边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为g.
(1)如果线框进入磁场时先做加速运动,那么线框刚进入磁场里加速度大小是多少;
(2)如果ab边进入磁场前线框速度已达到稳定,那么线框在进入磁场的过程中产生的热量是多少.

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(1)线框自由下落的过程机械能守恒,则可由高度h求出,线框刚进入磁场里时的速度大小,由E=BIL、I=、F=BIL推导出安培力表达式,即可由牛顿第二定律救出加速度大小. (2)ab边进入磁场前线框速度已达到稳定,说明线框已做匀速直线运动,重力与安培力达到平衡,由平衡条件可求出此时线框的速度.线框从开始下落到ab刚进入磁场时,线框的重力势能减小mg(h+L),转化为线框的动能和内能,根据能量守恒定律可求得线框在进入磁场的过程中产生的热量 【解析】 (1)线框cd边进入磁场时速度v1 由机械能守恒有  mgh=,得   感应电动势 E=BLv1   感应电流 I=   安培力 F=BIL 联立得,F= 根据牛顿第二定律 mg-F=ma 联立解得    a=g- (2)ab边进入磁场前线框速度已达到稳定,说明线框已做匀速直线运动,设匀速时线框的速度v2,由安培力与重力平衡得   mg= 得, 根据能量转化与守恒有:Q=mg(h+L)- 解得 Q=mg(h+L)- 答: (1)线框刚进入磁场里加速度大小是g-. (2)线框在进入磁场的过程中产生的热量是mg(h+L)-.
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考点分析:
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(1)下列说法正确的是______
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C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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