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如图所示,水平虚线L1、L2之间是匀强磁场,磁场方向水平向里,磁场高度为 h,竖...

manfen5.com 满分网如图所示,水平虚线L1、L2之间是匀强磁场,磁场方向水平向里,磁场高度为  h,竖直平面内有一等腰梯形线框,底边水平,其上下边长之比为5:1,高为2h,现使 线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落,当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0,在DC边刚进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动.求:
(1)DC边刚进入磁场时,线框的加速度
(2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中,线框的机械能损失和重力做功之比.
(1)由机械能守恒求出AB刚进入磁场时的速度.根据AB刚进入磁场时加速度恰好为0,由平衡条件列出重力与安培力的关系方程.在DC边刚进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动,此时线框有效切割长度为2l,由平衡条件得到重力与安培力的关系式,将两个重力与安培力的关系式进行对比,求出DC边刚进入磁场前线框匀速运动时的速度.DC边刚进入磁场瞬间,线框有效切割的长度为3l,推导出安培力表达式,由牛顿第二定律求出加速度. (2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中,根据能量守恒求出机械能的损失,再求解线框的机械能损失和重力做功之比. 【解析】 (1)设AB刚进入磁场时速度为v,线框质量为m、电阻为R,AB=l,CD=5l. 根据机械能守恒得    mgh= 当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0,则有    =mg 设DC边刚进入磁场前线框匀速运动时速度为v1,   E感=B(2l)v1 线框匀速运动时有 得出 DC边刚进入磁场瞬间,E′=B(3l)v1 F1=== 根据牛顿第二定律得,F1-mg=ma 解得a= (2)从线框开始下落到CD边进入磁场前瞬间,根据能守恒定律得    mg(2h)-Q= 机械能损失△E=Q= 所以线框机械能损失和重力做功之比△E:WG=47:48 答: (1)DC边刚进入磁场时,线框的加速度为a=. (2)从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中,线框的机械能损失和重力做功之比为47:48.
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考点分析:
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(3)若将该小灯泡接在电动势是1.5V,内阻是2.0Ω的电池两端,根据图象(要体现在图上)小灯泡的实际功率是______W.(保留2位有效数字)

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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