Question

【題目】如圖所示，正方形閉合線圈邊長為0.2 m，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為0.1 Ω，在傾角為30°的斜面上的砝碼質(zhì)量為0.4 kg，勻強磁場磁感應(yīng)強度為0.5 T，不計一切摩擦，砝碼沿斜面下滑線圈開始進入磁場時，它恰好做勻速運動．(g取10 m/s2)

（1）求線圈勻速上升的速度；
（2）在線圈勻速進入磁場的過程中，砝碼對線圈做了多少功？
（3）線圈進入磁場的過程中產(chǎn)生多少焦耳熱？

Answer 1

【答案】
（1）

設(shè)繩子的拉力為F，對砝碼F＝m1gsin 30°＝2 N；對線框F＝m2g＋F安，

又 ，代入數(shù)據(jù)得：v＝10 m/s；

（2）

砝碼對線圈做的功W＝Fl＝2×0.2 J＝0.4 J；

（3）

由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得：Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J。

【解析】勻速時滿足F＝m2g＋F安 ， 電磁感應(yīng)中回路產(chǎn)生的熱量等于安培力所做的功。