Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m=0.016kg、長L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從h1=5m的高處由靜止開始下落，然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于磁場(chǎng)力的作用，線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng)。

（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

（2）如果線圈的下邊通過磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2.

（3）求線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。

（4）從線圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始到線圈下邊離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

Answer 1

【答案】（1）B=0.4T (2) （3） ，方向向上(4)Q=mgL=0.08J

【解析】（1）設(shè)線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，則據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：

（2分）

根據(jù)平衡條件可得（2分） ，解得B=0.4T （1分）

(2)因?yàn)榫�圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后先做勻速運(yùn)動(dòng)，用時(shí)t0=0.05s， （1分）

所以線圈做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=0.1s， （2分）

(3) 線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間的速度V=v0+gt1=11m/s; （2分）

線圈的加速度的大小 ，方向向上。（3分）

(4)Q=mgL=0.08J （3分）