如图所示.线圈abcd每边长l=0.20m.线圈质量m1=0.10kg.电阻R=0.10Ω.砝码质量m2=0.14kg．线圈上方的匀强磁场磁感强度B=0.5T.方向垂直线圈平面向里.磁场区域的宽度为h=l=0.20m．砝码从某一位置下降.使ab边进入磁场开始做匀速运动．求:(1)线圈做匀速运动的速度．(2)从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，线圈abcd每边长l=0.20m，线圈质量m₁=0.10kg、电阻R=0.10Ω，砝码质量m₂=0.14kg．线圈上方的匀强磁场磁感强度B=0.5T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h=l=0.20m．砝码从某一位置下降，使ab边进入磁场开始做匀速运动．求：
（1）线圈做匀速运动的速度．
（2）从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量．

分析：（1）线框受到绳子的拉力、自身重力、安培力三者相互作用处于平衡状态，根据受力平衡可解得结果．
（2）进入和穿出过程中，线框一直匀速运动，产生感应电流恒定，根据焦耳定律可求出产生的热量．

解答：解：（1）线框进入磁场过程中，受到安培力方向向下，大小为：F=BIL，I=

BLv

，所以：F=

B2L2v

设绳子上拉力为F_T，根据平衡条件有：F_T=m₁g+F，F_T=m₂g
所以：v=

(m2-m1) gR

B2L2

=4m/s．
故线圈做匀速运动的速度为v=4m/s．
（2）当ab边出磁场时，cd边开始进入，因此整个过程中线框一直匀速运动，故有：
Q=

t ①
t=

L+h

②
E=BLv ③
联立①②③解得Q=0.16J．
故从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量为Q=0.16J．
答：（1）线圈做匀速运动的速度为v=4m/s．
（2）从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量是0.16J．

点评：本题考查了电磁感应与力学和功能关系的综合，对于这类问题要正确受力分析，尤其是正确分析安培力的情况，然后分析清楚运动情况．

练习册系列答案

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