Question

（09年重慶一中月考）（16分）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，然后進入高度為的勻強磁場。下邊剛進入磁場時，線圈正好作勻速運動。線圈的下邊通過磁場所經歷的時間t=0.15s. 取g=10 m/s²

 

（1）求勻強磁場的磁感應強度B。

（2）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。

（3）在線圈的下邊通過磁場的過程中，線圈中產生的焦耳熱Q是多少？通過線圈的電荷量q是多少？

Answer 1

（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：

       所以   =10m/s     （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t₁==0.05s   （1分）

 

所以線圈做加速運動的時間t₂=t- t₁=0.1s （1分）

 

線圈的下邊剛離開磁場的瞬間的速度v=v₀+gt₂=11m/s  （2分）

 

線圈的加速度的大小  （2分），方向向上。（1分）

 

（3）=0.08J        （2分）

 

   0.2 C  （2分）