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          （12分）如圖20所示，足夠長的粗糙斜面與水平面成放置，在斜面上虛線和與斜面底邊平行，且間距為，在圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為；現(xiàn)有一質(zhì)量為，總電阻為，邊長也為的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置PQ邊與重合，現(xiàn)讓金屬線圈以一定初速度沿斜面向上運動，當(dāng)金屬線圈從最高點返回到磁場區(qū)域時，線圈剛好做勻速直線運動。已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為，不計其他阻力，求：(取,)
          


          


          （1）線圈向下返回到磁場區(qū)域時的速度；
          


          （2）線圈向上離開磁場區(qū)域時的動能；
          


          （3）線圈向下通過磁場過程中，線圈電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。                                                              

          


           
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				【答案】






          （1）2m/s（2）（3）
          


          【解析】（1）(5分)向下進入磁場時，有  
          


          其中, ,  
          


          解得：   (4分)
          


          （2）線圈離開磁場到最高點有： 
          


          線圈從最高點到進入磁場有: 

          


          其中，解得:   
          


          （3）(3分)向下勻速通過磁場過程
          


          ，解得：
          


          線框勻速向上運動時，重力沿斜面向下的分力等于摩擦力與安培力的合力，列式可求解，由動能定理可求
          


           
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習(xí)冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關(guān)習(xí)題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （09年湛江二中月考）(17分)如圖甲所示,一個足夠長的U形金屬管導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為L=0.50 m.一根質(zhì)量為m=0.50 kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)、豎直向上的勻強磁場中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1.0 N,ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計.開始時,磁感應(yīng)強度B0=0.50 T. 
          (1)若從某時刻(t=0)開始，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小,使其以=0.20 T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動.此時通過ab棒的電流大小和方向如何? 
          (2)若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變,從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它以a=4.0 m/s2的加速度勻加速運動，推導(dǎo)出此拉力FT的大小隨時間t變化的函數(shù)表達(dá)式，并在圖乙所示的坐標(biāo)圖上作出拉力FT隨時間t變化的FT-t圖線. 
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖甲所示,一個足夠長的U形金屬管導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為l=0.50 m.一根質(zhì)量為m=0.50 kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強度大小可以調(diào)節(jié)、豎直向上的勻強磁場中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1.0 N,ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計.開始時,磁感應(yīng)強度B0=0.50 T. 
          (1)若從某時刻(t=0)開始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度的大小,使其以=0.20 T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過多長時間ab棒開始滑動.此時通過ab棒的電流大小和方向如何?
          (2)若保持磁感應(yīng)強度B0的大小不變,從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它以a=4.0 m/s2的加速度勻加速運動，推導(dǎo)出此拉力FT的大小隨時間t變化的函數(shù)表達(dá)式，并在圖乙所示的坐標(biāo)圖上作出拉力FT隨時間t變化的FT-t圖線.
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2013屆浙江省溫州八校高三9月期初聯(lián)考物理試卷（帶解析）
				題型：計算題
			
          

						
          （12分）如圖20所示，足夠長的粗糙斜面與水平面成放置，在斜面上虛線和與斜面底邊平行，且間距為，在圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為；現(xiàn)有一質(zhì)量為，總電阻為，邊長也為的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置PQ邊與重合，現(xiàn)讓金屬線圈以一定初速度沿斜面向上運動，當(dāng)金屬線圈從最高點返回到磁場區(qū)域時，線圈剛好做勻速直線運動。已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為，不計其他阻力，求：(取,)

          （1）線圈向下返回到磁場區(qū)域時的速度；
          （2）線圈向上離開磁場區(qū)域時的動能；
          （3）線圈向下通過磁場過程中，線圈電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。                                                              
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2013溫州八校期初聯(lián)考）如圖20所示，足夠長的粗糙斜面與水平面成θ=37°放置，在斜面上虛線aa’和bb’與斜面底邊平行，且間距為d=0.1m，在aa’b’b圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=1T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m=10g，總電阻為R=1Ω，邊長也為d=0.1m的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置PQ邊與aa’重合，現(xiàn)讓金屬線圈以一定初速度沿斜面向上運動，當(dāng)金屬線圈從最高點返回到磁場區(qū)域時，線圈剛好做勻速直線運動。已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，不計其他阻力，求：(取sin37°=0.6, cos37°=0.8)
          （1）線圈向下返回到磁場區(qū)域時的速度；
          （2）線圈向上離開磁場區(qū)域時的動能；
          （3）線圈向下通過磁場過程中，線圈電阻上產(chǎn)生的焦耳熱。 
          

			
          

			
          
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