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L-物理

题目简介

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L-物理

题目详情

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.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:盐城模拟

答案

(1)设AB刚进入磁场时速度为v0,线框质量为m、电阻为R,AB=l,CD=5l.
根据机械能守恒得
   mgh=class="stub"1
2
m
v20

当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0,则有
  
B2l2v0
R
=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
B2(2l)2v1
R
=mg

得出v1=class="stub"1
4
v0

DC边刚进入磁场瞬间,E′=B(3l)v1
F1=
B2(3l)2v1
R
=
B2(3l)2v0
4R
=class="stub"9
4
mg

根据牛顿第二定律得,F1-mg=ma
解得a=class="stub"5
4
g

(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=class="stub"1
2
m
v21

机械能损失△E=Q=class="stub"47
16
mgh

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=class="stub"5
4
g

(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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