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强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均...

强磁场,区域I的磁场方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下,磁场的宽度均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场I区时,恰好做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框速度为v2.从ab进入GH,到ab下滑至MN与JP的中间位置的过程中,求:
(1)ab边刚越过CH进入磁场I区时的速度大小v1
(2)ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框的加速度大小.
(3)这一过程线框产生的内能.

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(1)ab边刚越过CH进入磁场I区时ab边切割磁感线,产生感应电动势,由E=BLv1,I=,安培力F=BIL,得安培力表达式F1=由平衡条件求出v1. (2)ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框所受的安培力大小为F2=BI2L,I2=,得F2=2,由牛顿第二定律求出加速度. (3)从ab进入磁场Ⅰ至ab运动到JP与MN中间位置的过程中,线框的机械能减少转化为电能,由能量守恒求解这一过程线框产生的内能. 【解析】 (1)当ab边刚进入磁场I区时:E=BLv1,I=,安培力F=BIL,则得   安培力表达式F1= 由于线框匀速运动,则有   mgsinθ= 解得v1= (2)ab边下滑到JP与MN的中间位置时,ab和cd两边都切割磁感线产生感应电动势,电路中总电动势为 E=2BLv2, 安培力大小为F2=BI2L,I2=,得F2=2, 根据牛顿第二定律得   2F2-mgsinθ=ma 解得,a=-gsinθ (3)从ab进入磁场Ⅰ至ab运动到JP与MN中间位置的过程中,线框的机械能减少转化为电能,由能量守恒得    +Q=mg(L+L)sinθ 解得  Q=- 答: (1)ab边刚越过CH进入磁场I区时的速度大小v1为. (2)ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框的加速度大小是-gsinθ. (3)这一过程线框产生的内能是-.
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(2)再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处(如图乙所示),那么他该调节______旋钮直至指针指在“0Ω”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置.
(3)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
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C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程15.0V,内阻约5kΩ)
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G.电源E(电动势4V,内阻可忽略)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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