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    如图所示，一边长L=0.2m，质量m1=0.5kg，电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd，与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d2=0.3m，物块放在倾角θ=530的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数=0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（g取10m/s2，sin530=0.8，cos530=0.6）求：

    （1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小？

    （2）线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？

    （3）整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少？

    （1）2m/s

    （2）0.9J

    （3）1.5J


    解析:

    （1）由于线框匀速出磁场，则

    对有：；

    对有：，

    又因为 ，

    联立可得：m/s。

    （2）从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得

    ，

    将速度v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为

    EK=4.5J，所以此时线框的动能为J。

    （3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得

    ，

    将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为：Q=1.5J。

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，一边长L=10cm的正方形金属导体框abcd，从某一高度h m处开始竖直向下自由下落，其下边进入只有水平上边界的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T．线框进入磁场时，线框平面保持与磁场垂直，线框底边保持水平．已知正方形线框abcd的质量m=0.1kg，电阻R=0.02Ω，自下边ab进入磁场直到上边cd也进入磁场时为止，整个线框恰好能够保持做匀速直线运动．若g=10m/s2，不计空气阻力，求：
    （1）线框下落的高度h；
    （2）线框在上述进入磁场的过程中感应电流产生的焦耳热Q．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，一边长L=0.2m，质量m1=0.5kg，电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd，与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连．起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d2=0.3m，物块放在倾角θ=53°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动．（g取10m/s，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：
    （1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小？
    （2）线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？
    （3）整个运动过程线框产生的焦耳热为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，一边长L，质量m2=m，电阻为R的正方形导体线框abcd，与一质量为m1=2m的物块通过轻质细线绕过定滑轮P和轮轴Q后相联系，Q的轮和轴的半径之比为r1：r2=2：1．起初ad边距磁场下边界为L，磁感应强度B，磁场宽度也为L，且物块放在倾角θ=53°的斜面上，斜面足够长，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动．（sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：
    （1）线框与物体在任一时刻的动能之比；
    （2）ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小；
    （3）ad刚进入磁场时线框动能的大小和线框进入磁场过程中通过ab截面的电量；
    （4）线框穿过磁场的运动过程产生的焦耳热．

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    科目：高中物理 来源：2011-2012学年四川省成都市铁路中学高二5月月考物理试卷（带解析） 题型：计算题

    （13分）如图所示，一边长L= 0.2m，质量m1=0.5kg，电阻R= 0.1Ω的正方形导体线框abcd，与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两光滑的定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d2=0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d1="0." 3m，物块放在倾角θ=53°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。现将物块m1由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（g取10m/s，sin53°=0.8，cos53°= 0.6）求：
      
    （1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小？
    （2）线框刚好全部进入磁场时动能的大小？
    （3）整个运动过程线框产生的焦耳热为多少？

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    科目：高中物理 来源：2012届北京市西城区南区高二下学期期末质量检测物理试卷（带解析） 题型：计算题

    （16分）如图所示，一边长L=10cm的正方形金属导体框abcd，从某一高度h m处开始竖直向下自由下落，其下边进入只有水平上边界的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T。线框进入磁场时，线框平面保持与磁场垂直，线框底边保持水平。已知正方形线框abcd的质量m=0.1kg，电阻R=0.02，自下边ab进入磁场直到上边cd也进入磁场时为止，整个线框恰好能够保持做匀速直线运动。若g=10m／s2，不计空气阻力，求：

    （1）线框下落的高度h；
    （2）线框在上述进入磁场的过程中感应电流产生的焦耳热Q。

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