Question

【題目】如圖所示，一質量為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，然后進入勻強磁場，當下邊進入磁場時，由于磁場力的作用，線圈正好作勻速運動。

（1）求勻強磁場的磁感應強度B。

（2）如果線圈的下邊通過磁場所經歷的時間t=0.15s，求磁場區域的高度h2.

（3）求線圈的下邊剛離開磁場的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。

（4）從線圈的下邊進入磁場開始到線圈下邊離開磁場的時間內，在線圈中產生的焦耳熱是多少？

Answer 1

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

【解析】（1）設線圈剛進入磁場時的速度為v0，則據機械能守恒定律可得：

（2分）

根據平衡條件可得（2分） ，解得B=0.4T （1分）

(2)因為線圈的下邊進入磁場后先做勻速運動，用時t0=0.05s， （1分）

所以線圈做加速運動的時間t1=0.1s， （2分）

(3) 線圈的下邊剛離開磁場的瞬間的速度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）