如图所示,质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来,挂在两个高度相同的定滑轮上,已知线框电阻为R,横边边长为L,水平方向匀强磁场的磁感应强度为B
题型: 选择题 难度: 一般
如图所示,质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来,挂在两个高度相同的定滑轮上,已知线框电阻为R,横边边长为L,水平方向匀强磁场的磁感应强度为B,磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h.初始时刻,磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h,将重物从静止开始释放,线框穿出磁场前,若线框已经做匀速直线运动,滑轮质量、摩擦阻力均不计.则下列说法中正确的是( )
A.线框进入磁场时的速度为
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B.线框穿出磁场时的速度为
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C.线框通过磁场的过程中产生的热量Q=8mgh-
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D.线框进入磁场后,若某一时刻的速度为v,则加速度为a=
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答案
A、线框进入磁场前,根据重物与线框组成的机械能守恒得:
(3mg-mg)?2h=
| 1 |
| 2 |
解得线框进入磁场时的速度为:v=
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2gh |
B、线框进入磁场时,根据平衡条件得:3mg-mg=F安,而F安=
| B2L2v |
| R |
联立解得线框进入磁场时的速度为:v=
| 2mgR |
| B2L2 |
线框的高度与磁场的高度相等,线框通过磁场的过程都做匀速直线运动,所以线框穿出磁场时的速度为v=
| 2mgR |
| B2L2 |
C、设线框通过磁场的过程中产生的热量为Q.对从静止到刚通过磁场的过程,根据能量守恒得:
Q=(3mg-mg)?4h-
| 1 |
| 2 |
将v=
| 2mgR |
| B2L2 |
| 8m3g2R2 |
| B4L4 |
D、线框进入磁场后,若某一时刻的速度为v,对整体,根据牛顿第二定律得:
3mg-mg-
| B2L2v |
| R |
解得:a=
| 1 |
| 2 |
| B2L2v |
| 4mR |
故选:ACD.
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