Question

【題目】如圖所示，足夠長的粗糙絕緣斜面與水平面成=37°放置，在斜面上虛線和與斜面底邊平行，在、圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應強度為B=1T；現(xiàn)有一質量為m=10g，總電阻R=1Ω、邊長d=0.1m的正方形金屬線圈MNPQ，讓PQ邊與斜面底邊平行，從斜面上端靜止釋放，線圈剛好勻速穿過整個磁場區(qū)域。已知線圈與斜面間的動摩擦力因數(shù)為μ=0.5，（ ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）線圈進入磁場區(qū)域時的速度；

（2）線圈釋放時，PQ邊到的距離；

（3）整個線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）2m/s；（2）1m；（3）

【解析】（1）對線圈受力分析，根據(jù)平衡條件得： ， ， ，

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：v=2m/s

（2）線圈進入磁場前做勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得：

a= =2m/s2

線圈釋放時，PQ邊到bb的距離L==m=1m；

（3）由于線圈剛好勻速穿過磁場，則磁場寬度等于d=0.1m，

Q=W安=F安2d

代入數(shù)據(jù)解得：Q=2×10-2×2×0.1J=4×10-3J