题目

如图示，跨过定滑轮的光滑细线左端连接边长为L，匝数为n，质量为m1=m，总电阻为R的正方形闭合线框．右端连接质量为m2=2m的物块．装置从图示位置由静止释放，线框匀速穿过宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场．                                                                                                                          求（1）线框进入磁场前加速度大小和线的张力，                                                          （2）线框穿过磁场过程产生的焦耳热．                                                                        （3）线框进入磁场前发生的位移大小．                                                                                                                                                                                                                                                                                                   答案：（1）由隔离法，对m2受力分析，根据牛顿第二定律，则有：2mg﹣T=2ma； 对m1受力分析，则有：T﹣mg=ma； 联合解得：a=； 则线的张力T=； （2）根据能量守恒定律，线框穿过磁场过程，速度不变，重力势能的减小量转化为焦耳热， 则为Q=2mg×2L﹣mg×2L=2mgL； （3）线框进入磁场前做匀加速直线运动， 进入磁场后做匀速直线运动，则有：F安=2mg﹣mg，即n 因此v= 根据运动学公式，则有：s===； 答：（1）线框进入磁场前加速度大小和线的张力， （2）线框穿过磁场过程产生的焦耳热2mgL． （3）线框进入磁场前发生的位移大小．

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