(2018届苏州市高三物理期初调研)
如图所示,在倾角α=30°的光滑固定斜面上,相距为d的两平行虚线MN、PQ间分布有大小为B、方向垂直斜面向下的匀强磁场.在PQ上方有一质量m、边长L(L<d)的正方形单匝线圈abcd,线圈的电阻值为R,cd边与PQ边平行且相距x.现将该线圈自此位置由静止释放,使其沿斜面下滑穿过磁场,在ab边将离开磁场时,线圈已做匀速运动.重力加速度为g.求:
(1)线圈cd边刚进入磁场时的速率v1;
(2)线圈进入磁场的过程中,通过ab边的电量q;
(3)线圈通过磁场的过程中所产生的焦耳热Q.
(1) (2) (3)mg(d+x+L)-
(1)线圈沿斜面向下运动mgxsin30°=
解得:v1=
(2)线圈进入磁场的过程中,感应电动势
根据闭合电路欧姆定律得:
通过的电荷量为:
(3)线圈离开磁场时,匀速运动有:
解得:
由能量守恒:Q=mg(d+x+L)sin30°-
解得:Q=mg(d+x+L)- 。