如圖示,跨過定滑輪的光滑細線左端連接邊長為L,匝數為n,質量為m1=m,總電阻為R的正方形閉合線框.右端連接質...
問題詳情:
如圖示,跨過定滑輪的光滑細線左端連接邊長為L,匝數為n,質量為m1=m,總電阻為R的正方形閉合線框.右端連接質量為m2=2m的物塊.裝置從圖示位置由靜止釋放,線框勻速穿過寬度為L,磁感應強度為B的勻強磁場.
求(1)線框進入磁場前加速度大小和線的張力,
(2)線框穿過磁場過程產生的焦耳熱.
(3)線框進入磁場前發生的位移大小.
【回答】
(1)由隔離法,對m2受力分析,根據牛頓第二定律,則有:2mg﹣T=2ma;
對m1受力分析,則有:T﹣mg=ma;
聯合解得:a=;
則線的張力T=;
(2)根據能量守恆定律,線框穿過磁場過程,速度不變,重力勢能的減小量轉化為焦耳熱,
則為Q=2mg×2L﹣mg×2L=2mgL;
(3)線框進入磁場前做勻加速直線運動,
進入磁場後做勻速直線運動,則有:F安=2mg﹣mg,即n
因此v=
根據運動學公式,則有:s===;
答:(1)線框進入磁場前加速度大小和線的張力,
(2)線框穿過磁場過程產生的焦耳熱2mgL.
(3)線框進入磁場前發生的位移大小.
知識點:專題八 電磁感應
題型:綜合題