Question

如图所示，质量为m、边长为L的正方形闭合线圈从有理想边界的水平匀强磁场上方h高处由静止起下落，磁场区域的边界水平，磁感应强度大小为B．线圈的电阻为R，线圈平面始终在竖直面内并与磁场方向垂直，ab边始终保持水平．若线圈一半进入磁场时恰开始做匀速运动，重力加速度为g．求：

（1）线圈一半进入磁场时匀速运动的速度v．

（2）从静止起到达到匀速运动的过程中，线圈中产生的焦耳热Q

（3）从线圈cd边进入磁场到开始做匀速运动所经历的时间t

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）线圈匀速运动时，受到的重力和安培力平衡    

    （1分）

     （2分）

得：   （2分）

（2）线圈从开始下落到匀速运动过程中，由能量守恒定律

          （2分）

得：     （2分）

（3）设线圈进入磁场过程中的加速度为a

        （2分）

线圈进入磁场过程中，设极短时间内的速度变化为

             

又 

                （2分）

其中               （1分）

           （2分）

考点：考查电磁感应与牛顿运动定律的结合

点评：本题难度较大，线圈进入磁场时匀速运动，说明重力和安培力大小相等，在穿出磁场过程中线圈减小的重力势能转化为动能和焦耳热