问题标题:
如图甲所示,MNCD为一足够长的光滑绝缘斜面,EFGH范围内存在方向垂直斜面的匀强磁场,磁场边界EF、HG与斜面底边MN(在水平面内)平行。一正方形金属框abcd放在斜面上,ab边平行于磁场边
问题描述:
如图甲所示,MNCD为一足够长的光滑绝缘斜面,EFGH范围内存在方向垂直斜面的匀强磁场,磁场边界EF、HG与斜面底边MN(在水平面内)平行。一正方形金属框abcd放在斜面上,ab边平行于磁场边界。现使金属框从斜面上某处由静止释放,金属框从开始运动到cd边离开磁场的过程中,其运动的v-t图象如图乙所示。已知金属框电阻为R,质量为m,重力加速度为g,图乙中金属框运动的各个时刻及对应的速度均为已知量,求: |
庞素文回答:
(1)斜面倾角的正弦值,磁场区域的宽度;(2),方向沿斜面向上;(3)。
(1)由图乙可知,在0~t1时间内金属框运动的加速度设斜面的倾角为θ,由牛顿第二定律有解得在t1~2t1时间内金属框匀速进入磁场,则在2t1~3t1时间内金属框运动位移则磁场的宽度(2)(本问共7分)在t2时刻金属框cd边到达EF边界时的速度为v2,设此时加速度大小为,cd边切割磁场产生的电动势受到的安培力 由牛顿第二定律金属框进入磁场时 解得 加速度方向沿斜面向上(3)(本问共5分)金属框从t1时刻进入磁场到t2时刻离开磁场的过程中,由功能关系得解得
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