Question

【題目】如圖所示，水平面aa'與bb'之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m，總電阻為R，邊長(zhǎng)為d的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置MN邊與bb'邊界重合，線圈在豎直向上F=2mg外力作用下從靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線圈QP邊離開磁場(chǎng)時(shí)，撤去外力F，此后線圈繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線圈返回到磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，線圈剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知線圈運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小恒為f=0.2mg，水平面aa'與bb'間距也為d，重力加速度為g，求：

（1）線圈下落返回到磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小；

（2）線圈上升的最大高度；

（3）線圈從開始運(yùn)動(dòng)直到向下離開磁場(chǎng)，整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）；（2）+2d；（3）3.2mgd-

【解析】

(1)磁場(chǎng)勻速向下

mg=FA+f

其中f=0.2mg，FA=BId，，E=Bdv2，求得

(2)向下

mg－f=ma2

求得

a2=0.8g

由2a2x=－0，求得

得

xm=x+2d=+2d

(3)向上

mg+f=ma1

2a1x=，求得

設(shè)向上過程的焦耳熱為Q1，則

求得

設(shè)向下過程的焦耳熱為Q2，則

Q=Q1+Q2=3.2mgd－